第二代高温超导长带传输临界电流表征及其对电压引线间距的依赖性

传输法(或四引线法) 测量可直观、 准确的体现超导材料临界电流特性. 为表征第二代高温超导长带临界电流及其沿长度方向均匀性特征, 本文以四引线法为基础, 建立了动态传输法测量装置, 并对该装置的重复稳定性进行了评估, 同时, 表征了第二代高温超导长带临界电流对电压引线间距的依赖关系. 实验结果发现, 重复性测量不确定度为0.74% ( <1 % ) , 该装置具有良好重复稳定性, 且测量速度达200~300 m/h, 满足高温超导产业化测量需求; 随着电压引线间距增加, 第二代高温超导长带各测试段临界电流的最大值和最小值分别呈现逐渐减小和增加的趋势, 平均值变化不大, 保持稳定, 其中最大值和最小值向平均值收敛; 各测试段临界电流的标准偏差随电压引线间距的增加而减小, 通过线性拟合得, 标准偏差与电压引线间距关系为:s =3.47 / L02.36 . 传输法测量装置的建立及其关键参数电压引线间距对临界电流表征的影响研究, 对推动第二代高温超导产业化进程具有重大意义.     

第二代高温超导带材焊接及力学性能研究

第二代高温超导已进入产业化初期, 尽管单根带材长度已达千米量级, 但由于千米级单根带材生产成品率偏低以及大型超导装置对带材长度实际需求远超出单根长度制备能力, 因此, 焊接技术成为高温超导大规模应用的关键技术之一. 接头电阻及其力学性能是评估焊接接头的重要技术指标. 本文提出了改进型接头和“隐形”接头两种制作方法, 并对其接头电阻以及力学性能进行了表征, 同时与常规搭接接头进行了对比分析. 结果发现,(1) 与常规搭接头相比, 改进型和“隐形”接头的厚度分别降低了15 % 和36 % , 有效减小了焊接头处和原带材厚度差异. (2) 超导面-超导面焊接, 获得接头电阻最小; 接头电阻随接头长度的增加而减小, 但幅度降低. (3) 常规搭接头、 改进型和“隐形”焊接头均具有良好的轴向抗拉性能, 通过扭转和8 天液氮浸泡后, 临界电流无衰退, 电阻保持一致. (4) 改进型和“隐形”接头的临界弯曲直径(20 mm) 与原带材(非接头处) 相当, 通过卷对卷传输法测试时接头无损伤, 而常规搭接头的临界弯曲直径(40 mm) 大于原带材, 在通过卷对卷测试时, 接头出现开裂甚至断开现象.根据具体应用场景, 选择合适接头制作方式, 对推动第二代高温超导产业化具有重要意义.