[发明专利]循环载荷下高温超导带材临界电流测试装置及其测试方法

说明书

本发明公开了一种循环载荷下高温超导带材临界电流测试装置及其测试方法，其装置的主要组成是：底板上放置环形的电磁铁壳，电磁铁壳的空腔嵌置杜瓦，电磁铁壳的夹层中安装励磁线圈，且杜瓦内腔的壁上左右对称固定有左夹具和右夹具；底板上固定有围住电磁铁壳的四个立柱，顶板固定于四个立柱的顶端；顶板上安装的振动电机的轴穿过顶板向下与传动杆的顶端相连，传动杆的下端固定有弧形夹具。该装置能够测出不同大小、频率的循环载荷下的高温超导带材的临界电流，也能测出交变背景电磁场与循环载荷共同作用下的高温超导带材临界电流。从而为循环载荷环境下使用超导带材的超导设备的抗循环载荷设计和制造提供更可靠的试验依据。

技术领域

本发明涉及一种高温超导带材在循环载荷下的临界电流测试装置及其测试方法。

背景技术

超导带材在实际应用过程中会受到各种不同类型的载荷作用。以超导磁体为例，将高温超导带材绕制成饼状线圈时，超导带材会发生弯曲变形；当超导磁体在常温和低温两个不同温区之间变化时，材料会发生热胀冷缩现象，并且高温超导带材与外部加固材料之间的热膨胀系数不同，超导带材会受到热应力作用。超导磁体励磁之后，超导带材之间会受到电磁力的作用；并且大部分超导电力设备是工作在交流模式下，所以当通电电流为交变电流时，带材受到的电磁力则为周期性的电磁力。

周期性的循环载荷或周期性的电磁力及二者的共同作用均会使超导带材中的高温超导材料内部微观结构发生不同程度的变化，例如使超导晶粒发生偏转、滑移、甚至使超导芯或超导层产生不可恢复的裂纹，造成超导电流传输面积的减小，进而导致整个超导带材临界电流(处于超导态的超导体通以直流电流增加到临界值时样品转入正常态，称为临界电流)的下降。通常情况下这种临界电流的下降是不可逆的，而且超导带材微观结构的不良变化会在载荷的持续作用下进一步发展，最终致使超导带材丧失应有的使用价值。因此，需要对高温超导带材在循环载荷作用下的临界电流进行测试，以确定循环载荷或电磁力及二者的共同作用对带材的临界电流的影响，从而为循环载荷环境下使用超导带材的超导设备的抗循环载荷设计和制造提供试验依据。

现有的高温超导带材临界电流测试装置，只能测试静态应力对超导带材临界电流的影响，不能测试循环载荷作用下的临界电流，更不能测试循环载荷与交变电磁场共同作用下的高温超导带材临界电流。

发明内容

本发明的第一发明目的是提供一种循环载荷下高温超导带材临界电流测试装置，该装置能够测出不同大小、频率的循环载荷下的高温超导带材的临界电流，也能测出交变背景电磁场与循环载荷共同作用下的高温超导带材临界电流。从而为循环载荷环境下，使用超导带材的超导设备的抗循环载荷设计和制造，提供更可靠的试验依据。

本发明实现其第一发明目的所采用的技术方案是：一种循环载荷下高温超导带材临界电流测试装置，其组成是：

底板上放置环形的电磁铁壳，电磁铁壳的内腔嵌置杜瓦，电磁铁壳的夹层中安装励磁线圈，且杜瓦内腔的壁上左右对称固定有左夹具和右夹具；

底板上还固定有围住电磁铁壳的四个立柱，顶板固定于四个立柱的顶端；顶板上安装的振动电机的轴穿过顶板向下与传动杆的顶端相连，传动杆的下端固定有弧形夹具。

本发明的第二发明目的是提供一种使用上述的循环载荷下高温超导带材临界电流测试装置，进行循环载荷下高温超导带材临界电流的测试方法，该方法能够快速、方便地测出不同大小、频率的循环载荷下的高温超导带材的临界电流，也能快速、方便地测出背景电磁场与循环载荷共同作用下的高温超导带材临界电流。

本发明实现其第二发明目的所采用的技术方案是，一种使用上述的循环载荷下高温超导带材临界电流测试装置，进行循环载荷下高温超导带材临界电流的测试方法，其操作是：

A、将高温超导带材穿过弧形夹具，并将高温超导带材左端和右端分别穿入左夹具和右夹具，随后用弧形夹具、左夹具和右夹具将高温超导带材夹持固定；