铜基NbTi复合超导线扭距测量方法

摘要

本发明公开了一种铜基NbTi复合超导线扭距测量方法，包括有水平轨道，所述的水平轨道上滑动安装有左、右滑块，其中右滑块上开有光孔且光孔内设有旋转块，旋转块右侧安装有旋转计数器，用于测量旋转的圈数，样品的扭矩就为测量的有效长度与旋转的圈数的比值。本发明方便可行，节约成本，同时测量精度能控制在±2%以内，完全能满足NbTi超导线应用关于扭距的测试要求。

权利要求

1.一种铜基NbTi复合超导线扭距测量方法，其特征在于：所述测量方法基于的测量装置包括有水平轨道，所述的水平轨道上滑动安装有左、右滑块，其中右滑块上开有光孔且光孔内设有旋转块，旋转块右侧安装有旋转计数器，具体方法如下：（1）切取一定长度的复合超导线样品，一端固定在所述的左滑块内侧，另一端固定在所述的旋转块的左侧，移动左滑块，使样品处于弯曲状态；

（2）将样品的弯曲部分置于有腐蚀性的液体中，待样品弯曲部分上的铜基体完全腐蚀干净，将样品进行清洗并烘干；

（3）移动左滑块，使样品处于原始水平状态，测量并记录被腐蚀段的长度为L；

（4）使旋转计数器旋转并带动旋转块和样品一起旋转，同时，用一弧形薄片挑起样品腐蚀段的丝束并左右来回移动，当弧形薄片能顺利从左边移动到右边时，并使丝束两端分别处于同一水平位置，停止旋转，记录下旋转计数器的旋转圈数n；

（5）样品的扭矩为Lp=L/n。

2.根据权利要求1所述的铜基NbTi复合超导线扭距测量方法，其特征在于：所述的左、右滑块的底部侧面开有螺纹孔。

3.根据权利要求1所述的铜基NbTi复合超导线扭距测量方法，其特征在于：所述的旋转块为T型固定块和螺杆螺旋而成的，且T型固定块细杆部位的长度大于右滑块的厚度，样品右端在T型固定块上的固定方式为方孔加90度V形槽结构，在所述的方孔的上方开有垂直于方孔方向的螺纹孔。

4.根据权利要求1所述的铜基NbTi复合超导线扭距测量方法，其特征在于：所述的有腐蚀性的液体为硝酸。

5.根据权利要求3所述的铜基NbTi复合超导线扭距测量方法，其特征在于：所述的螺杆右侧开有水平方向的螺孔。

说明书

铜基NbTi复合超导线扭距测量方法

技术领域

[0001] 本发明涉及超导线性能测试方法，尤其涉及一种铜基NbTi复合超导线扭距测量方法。

背景技术

[0002] 超导材料是一种具有优异性能的高新技术新材料，是超导技术的物质基础和应用载体，直接关系到超导技术的应用和发展，因此超导材料及其产业化技术研究一直是国际超导技术及其应用的重点研究方向。Nb3Sn和NbTi超导线是目前应用极为广泛的超导材料。超导导体性能的优劣会直接影响整个核聚变装置的稳定运行，而组成超导导体的超导线，其性能将决定超导导体的性能。

[0003] 磁通跳跃是第Ⅱ类超导体的一种热不稳定性，通过细分超导股线为超导细丝，将超导细丝的直径控制在200μm以下，用具有很高剩余电阻比值的稳定基体同超导材料一起加工并将股线中的超导细丝扭绞，制备出新型的扭绞多丝复合材料，有效的消除了磁通跳跃对超导稳定性的影响。制造这种复合超导线体的通常过程是将单个的细丝体以大尺寸堆积在一起，采用冷或热方法加工细化而保持细丝体的排列规则形状和连续性不变。超导线芯丝扭绞节距是超导线的一个重要参数，直接影响到其稳定性能。

[0004] 国际热核聚变实验反应堆（ITER）是目前全球最大的国际合作研究项目，合作方包括欧盟、美国、中国、日本、印度、俄罗斯、韩国等国家。该计划将研究解决核聚变关键技术难题。作为新一代全超导托卡马克的ITER装置，其导体采用的超导线为Nb3Sn或NbTi超导线，结构均为扭绞多丝复合超导线。在ITER导体设计中，对超导线扭距大小及方向有着明确的规定，不符合该规定的超导线将不予以接收。中国作为ITER计划成员之一，既承担了其中部分超导线的制造，同时也承担了超导线的出厂测试及复验工作。现有的超导线扭距测试方法主要有：利用超导线投影角度测量；在超导线扭较过程中现场测量；根据扭绞机参数判断等。其中投影角度测量方法较复杂，并且由于方法自身存在的不确定因素很难使其精度提高。

发明内容

[0005] 本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种高精度的铜基NbTi复合超导线扭距测量方法。

[0006] 本发明是通过以下技术方案实现的：

[0007] 一种铜基NbTi复合超导线扭距测量方法，包括有水平轨道，所述的水平轨道上滑动安装有左、右滑块，其中右滑块上开有光孔且光孔内设有旋转块，旋转块右侧安装有旋转计数器，具体方法如下：

[0008] （1）切取一定长度的复合超导线样品，一端固定在所述的左滑块内侧，另一端固定在所述的旋转块的左侧，移动左滑块，使样品处于弯曲状态；

[0009] （2）将样品的弯曲部分置于有腐蚀性的液体中，待样品弯曲部分上的铜基体完全腐蚀干净，将样品进行清洗并烘干；

[0010] （3）移动左滑块，使样品处于原始水平状态，测量并记录被腐蚀段的长度为L；

[0011] （4）使旋转计数器旋转并带动旋转块和样品一起旋转，同时，用一弧形薄片挑起样品腐蚀段的丝束并左右来回移动，当弧形薄片能顺利从左边移动到右边时，并使丝束两端分别处于同一水平位置，停止旋转，记录下旋转计数器的旋转圈数n；

[0012] （5）样品的扭矩为Lp=L/n。

[0013] 所述的左、右滑块的底部侧面开有螺纹孔，用于将滑块固定在水平轨道上的特定位置。

[0014] 所述的旋转块为T型固定块和螺杆螺旋而成的，且T型固定块细杆部位的长度大于右滑块的厚度，样品右端在T型固定块上的固定方式为方孔加90度V形槽结构，在所述的方孔的上方开有垂直于方孔方向的螺纹孔，将样品放进方孔内，由螺纹孔内的螺钉将样品卡在90度V形槽内，实现有效定位。

[0015] 所述的有腐蚀性的液体为硝酸，腐蚀性强。

[0016] 所述的螺杆右侧开有水平方向的螺孔，通过安装螺钉于螺孔内并拧紧可使旋转块及样品无法转动。

[0017] 本发明的优点是：本发明方便可行，节约成本，同时测量精度能控制在±2%以内，完全能满足NbTi超导线应用关于扭距的测试要求。

附图说明

[0018] 图1为本发明方法所涉及的结构示意图。

[0019] 图2为右滑块结构示意图。

[0020] 图3为本发明方法测量过程示意图。

具体实施方式

[0021] 如图1所示，一种铜基NbTi复合超导线扭距测量方法，包括有水平轨道1，所述的水平轨道1上滑动安装有左、右滑块2、3，其中右滑块3上开有光孔且光孔内设有旋转块5，旋转块5右侧安装有旋转计数器8，具体方法如下（如图3所示）：

[0022] （1）切取一定长度的复合超导线样品4，一端固定在所述的左滑块2内侧，另一端固定在所述的旋转块5的左侧，移动左滑块2，使样品4处于弯曲状态；

[0023] （2）将样品4的弯曲部分置于有腐蚀性的液体中，待样品弯曲部分上的铜基体完全腐蚀干净，将样品进行清洗并烘干；

[0024] （3）移动左滑块2，使样品4处于原始水平状态，测量并记录被腐蚀段的长度为L；

[0025] （4）使旋转计数器8旋转并带动旋转块5和样品4一起旋转，同时，用一弧形薄片挑起样品4腐蚀段的丝束并左右来回移动，当弧形薄片能顺利从左边移动到右边时，并使丝束两端分别处于同一水平位置，停止旋转，记录下旋转计数器8的旋转圈数n；

[0026] （5）样品4的扭矩为Lp=L/n。

[0027] 所述的左、右滑块2、3的底部侧面开有螺纹孔，用于将滑块固定在水平轨道1上的特定位置。

[0028] 如图2所示，所述的旋转块5为T型固定块6和螺杆9螺旋而成的，且T型固定块6细杆部位的长度大于右滑块3的厚度，样品4右端在T型固定块6上的固定方式为方孔7加90度V形槽结构，在所述的方孔7的上方开有垂直于方孔7方向的螺纹孔10，将样品4放进方孔7内，由螺纹孔10内的螺钉将样品4卡在90度V形槽内，实现有效定位。

[0029] 所述的有腐蚀性的液体为硝酸，腐蚀性强。

[0030] 所述的螺杆9右侧开有水平方向的螺孔11，通过安装螺钉于螺孔11内并拧紧可使旋转块5及样品4无法转动。