[发明专利]一种铌三锡超导线拉伸应变临界电流测试样品制备方法

说明书

本发明提出了一种铌三锡超导线拉伸应变临界电流测试样品制备方法，包括：步骤1、将铌三锡超导线绕制到具有预设的第一直径尺寸的热处理骨架上，经热处理后制备得到测试样品；所述热处理骨架的第一直径尺寸小于标准临界电流测试样品骨架的第二直径尺寸；步骤2、通过锥度过渡块将热处理骨架连接到标准临界电流测试样品骨架上；步骤3、利用锥度过渡块将热处理后的铌三锡超导线转移到标准临界电流测试样品骨架上，制备成临界电流测试样品；步骤4、利用标准临界电流测试装置测试不同应变条件下铌三锡超导线的临界电流，获得不同应变与临界电流的关系，所述不同应变是指由于绕制骨架尺寸变化导致铌三锡超导线圆弧内外侧超导芯丝上产生不同的拉伸/压缩应变。

技术领域

本发明涉及超导线性能测试领域，尤其是一种铌三锡超导线不同拉伸应变临界电流测试样品的制备方法。

背景技术

在热核聚变反应堆、交通、电力、医疗、电子等科学技术领域，低温超导材料，尤其是铌三锡、铌钛超导材料，已经得到了广泛的运用。随着超导磁体技术的不断发展，以及对于更高磁场的需求，相对于铌钛超导材料而言，具有更高临界性能的铌三锡超导材料在高场领域的应用日益广泛。

铌三锡超导材料需要经过高温热处理以形成铌三锡超导态，热处理之后的铌三锡超导线脆性大，受力发生形变容易导致超导芯丝断裂而引起临界电流的衰退，严重的情况下将导致不可逆的性能退化。实际应用中，由于热胀冷缩、电磁力等原因引起的应变不可避免，因此必须对铌三锡超导线临界电流与应变的关系进行重点评估，以满足超导磁体的设计需求。国内外科研机构相继开发了Walters-Spring、U-Spring、Pacman、C-Ring等装置对铌三锡超导线临界电流与应变关系进行测试评定。研究表明，铌三锡超导线对于压缩应变不敏感，而拉伸应变，一般超过0.3％，将会导致严重的退化现象。这些装置主要是针对铌三锡超导线等对于应变敏感的超导材料进行测试，均设计有复杂的传动机构对铌三锡超导线施加拉伸、压缩应力，测试不同应变条件下铌三锡超导线的临界电流变化，测试装置结构复杂，同时通用性不强。

目前国际通用的超导线临界电流测试方法参照标准IEC 61788-1，样品测试骨架使用9-24mm直径，节距角度7°的钛合金测试样品骨架，该样品骨架可用于铌钛、铌三锡等超导线样品的临界电流测试。在此基础上，国际热核聚变实验堆(ITER)规定了标准的铌钛、铌三锡超导线样品临界电流测试样品骨架，可实现在变温、变磁场环境下的超导线材临界电流测试，对于铌三锡超导线样品，该标准骨架仅实现热处理后无应变条件下的超导线临界电流测试。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种不同拉伸应变铌三锡超导线临界电流测试样品的制备方法，利用标准临界电流测试骨架对不同应变下铌三锡超导线的临界电流进行测试，无需复杂的专用测试装置，样品制备简单，测试过程与标准临界电流样品测试一致。

本发明利用改变弯曲直径在热处理后的铌三锡超导线圆弧内外侧超导芯丝上产生不同的拉伸/弯曲应变的原理制备不同应变的铌三锡超导线；将热处理后的铌三锡超导线转移到标准临界电流测试样品骨架上制备成不同应变的临界电流测试样品；利用标准临界电流测试装置测试不同应变条件下铌三锡超导线的临界电流，获得应变与临界电流的关系。

本发明的技术方案为：一种铌三锡超导线拉伸应变临界电流测试样品制备方法，包括如下步骤：

步骤1、将铌三锡超导线绕制到具有预设的第一直径尺寸的热处理骨架上，制备得到测试样品；所述热处理骨架的第一直径尺寸小于标准临界电流测试样品骨架的第二直径尺寸；

步骤2、通过锥度过渡块将热处理骨架连接到标准临界电流测试样品骨架上；

步骤3、利用锥度过渡块将其转移到标准临界电流测试样品骨架上，制备成临界电流测试样品；

步骤4、利用标准临界电流测试装置测试不同应变条件下铌三锡超导线的临界电流，获得不同应变与临界电流的关系，所述不同应变是指由于绕制骨架尺寸变化导致铌三锡超导线圆弧内外侧超导芯丝上产生不同的拉伸/压缩应变。