力学性能测量 REBCO二代高温超导带材（镀铜带）横向脱层强度测试方法-编制说明

1工作简况

1.1任务来源

REBCO（RE指Y，Gd，Dy等稀土元素）二代高温超导带材相比低温超导线

具有更高的不可逆磁场、高场下优异的载流能力，与一代高温超导线相比成本更

低，使用温度范围更宽，在超导磁体、超导电缆、超导电机等领域具有重要的应

用前景，已成为未来超导材料发展的主要方向。

REBCO二代高温超导带材是一个典型的层合材料，在运行过程中由于电磁力

和热应力的作用会出现层间脱层现象。大量的实验发现，脱层已成为REBCO二

代高温超导带材主要破坏形式，且一旦发生脱层，会对超导装置的运行带来安全

隐患。因此，对REBCO二代高温超导带材的脱层强度研究具有重要的科学意义

和工程应用背景。

在REBCO二代高温超导带材中，由于超导层和缓冲层（Buffer）均为陶瓷材

料，其断裂韧性较低且离散性非常大，导致实验测量获得的REBCO二代高温超

导带材脱层强度数据离散性很大，难以对材料制备和工程设计提供指导性建议。

因此，采用三参数Weibull分布数据分析方法对脱层强度的实验数据进行处理。

目前，对REBCO二代高温超导带材脱层强度的测试方法种类繁多，如剥离

测试（Peelingtest）、针拉测试（pin-pulltensiletest）、砧拉测试（anviltensiletest）

以及三点弯拉伸（threepointsbendingtest）等。不同厂家和用户采用的测试方

法也不一样，测量标准的不统一会阻碍REBCO二代高温超导带材的规模化应用。

因此，建立标准的测量方法十分有必要且具有重大意义。

为了适应国内超导技术发展的需要，统一和规范国内REBCO二代高温超导

带材横向脱层强度测量方法，2021年5月12日全国超导标准化技术委员会

（SAC/TC265）向国家标准化管理委员会提出自主制定我国《力学性能测量

REBCO二代高温超导带材（镀铜带）横向脱层强度测试方法》国家标准。2021

年10月15日在国家标准化管理委员正式立项，中文版项目编号为

20214099-T-491；英文版项目编号：W20212073，于2021年10月16日进入标

准起草阶段，截止日期为2022年10月15日。由于受到疫情影响，于2022年

3月28日向国家超导标准委员会申请延期一年，项目完成日期顺延至2023年10

月15日。

1.2协作单位及主要起草人

在2019年9月，项目成立了预研工作组，开展工作，并确定了主要协作单

位和主要起草人。正式组织国内REBCO二代高温超导带材主要生产厂家（包括

上海超导科技股份有限公司、苏州新材料研究所有限公司和上海上创超导科技有

限公司等）和主要超导强电研发和用户单位（兰州大学、上海交通大学、中国科

学院等离子体物理研究所、上海大学、中国船舶重工集团公司第七一二研究所、

云南电网有限责任公司电力科学研究院）紧密协作，制定《力学性能测量REBCO

二代高温超导带材（镀铜带）横向脱层强度测试方法》国家标准。

张兴义任组长，主要起草人有张兴义，刘聪，王玉山，朱佳敏，陈思侃，刘

华军，刘方，陶书，蔡传兵，李敏娟，周勇，黑颖顿。上海超导科技股份有限公

司陈思侃，朱佳敏参与循环对比实验，中科院等离子所陶书，刘方参与循环对比

实验。

1.3主要工作过程

2018年8月18日，由兰州大学牵头，成立项目工作组，通过对已有的二代

高温超导带材脱层强度方法的研究，确定以砧拉法作为核心方法的常、低温脱层

强度测量方法。同时，经过讨论，最终选择三参数的Weibull数据处理方法作为

解决测量数据离散性的统一拟合方法。

2019年9月18日，向全国超导标准技术委员会提出建立二代高温超导带材

脱层强度测量方法标准的申请，开展为期1年的项目预研工作，主要拟解决：砧

头焊接温度对样品临界电流的影响、n值退化判据和电流退化判据的相关性、砧

头尺寸的选择、锡焊与铜层的浸润性和包覆性的研究等。

2020年9月25日完成预研汇报，完成了以上问题的同时，还同上海超导科

技股份有限公司开展了焊接法和胶粘法的对比，结论是胶粘法仅适用于裸银带或

Cu层非常薄(几个μm)，而对于更加接近工程应用的镀铜带难以适用，最后讨论

还是一致推荐使用砧头焊接法，即砧拉法。

在2021年1月16日召开的全国超导标准化技术委员会2020年会上，解决

了有关专家关于样本容量、砧头宽度、样品边缘切割等关键问题。

2021年5月12日，由兰州大学代表项目组完成国家标准委国家标准技术审

评中心组织的立项答辩。

2021年10月15日，本项目正式获批立项，国家标准计划项目编号为

20214099-T-491，项目周期12个月；国家标准外文版计划项目编号：W20212073，

随即进入标准编制阶段。

2021年6月，形成国内循环对比方案，确定由兰州大学，上海超导科技股

份有限公司和中科院等离子体研究所三家单位为主完成循环对比实验。与此同步

进行标准文稿中英文版的审定工作。

2021年12月22日向全国超导标准化委员会秘书处提交国家标准计划项目

和国家标准外文版计划项目工作组讨论稿，由于该项目为测试方法类标准，提交

的工作组讨论稿缺乏编制说明和包含循环比对试验数据的测试报告，秘书处未予

以审核通过。

2022年5月，由于上海和兰州接连爆发疫情，循环比对试验进展缓慢，项

目进度严重落后于计划，经工作组与秘书处商议，上报技术委员会主管单位申请

项目延期，延期时间12个月，申请延期公文编号：科发条财函字[2022]67号。

2022年11月2日完成国内循环对比实验。

2022年11月13日向国家超导标准委员会提交国家标准计划项目和国家标

准项目工作组讨论稿、编制说明和循环对比实验结果。

2022年11月14日工作组收到秘书处关于标准文稿、编制说明和测试报告

的修改意见回复。工作组根据反馈意见修改标准文稿及附件。

2022年11月15日工作组对标准文稿及其附件进行工作组内部征求意见。

2022年11月26日向国家超导标准委员会提交国家标准计划项目和国家标

准项目工作组讨论稿、编制说明和循环对比实验报告。

2022年12月4日工作组收到秘书处关于标准文稿、编制说明和测试报告的

修改意见回复。工作组根据反馈意见修改标准文稿及附件。

2022年12月5日向各位专家国家标准项目征求意见稿、编制说明和循环对

比实验结果。

2标准编制原则和主要内容确定依据

2.1标准编制原则

本标准的编制原则是：

1）按照GB/T1.1-2020给出的规则起草；

2）标准的名词和定义遵循现行的“电工术语超导电性”GB/T2900.100-2017

和“威布尔分析国家标准”GB/T34987-2017。

3）遵循协调性和实用性原则，技术指标尽可能地与已发布的超导领域国家

标准保持一致，并且考虑实际生产中对测试效率的要求，力图实现测试精度和

测试效率之间的最佳平衡。

2.2标准主要内容确定依据

本标准的主要内容确定依据已写入标准草案中，以下简述其中的几点：

1）测量方法原理

目前，对REBCO二代高温超导带材脱层强度的测试方法种类繁多，如剥离

测试（Peelingtest）、针拉测试（pin-pulltensiletest）、砧拉测试（anviltensiletest）

以及三点弯拉伸（threepointsbendingtest）等，不同厂家和用户采用的测试方

法也不一样。工作组经过充分讨论后认定：砧拉法原理简单、方便易行，测试工

况最接近带材真实受力情形，技术成熟度高。因此，本标准将规范性测试方法定

为砧拉法。

2）标准适用范围

在制定本标准的过程中，统计了目前国内主要REBCO二代高温超导带材生

产厂家常规生产的带材规格。具体规格及尺寸参数详见表1。在2021年12月，

组织进行了循环比对试验，所用带材样品为上海超导科技股份有限公司提供的

ST-10-E型号带材。

表1RRT用带材规格及参数

生产厂家上海超导苏州新材料上创超导

生产工艺PLDMOCVDMOD

宽度/mm101212

厚度/mm0.0830.09/

单侧铜层厚度/1515/

后续还需对μ苏m州新材料研究所有限公司、上创超导公司提供的带材进行循环

比对试验。

3主要验证实验及分析

本标准的实验测试工作先后在兰州大学、上海超导科技股份有限公司和中国

科学院等离子体物理研究所进行，测试样品为上海超导科技股份有限公司生产的

REBCO二代高温超导带材。通过实验对该标准文稿规范的测试过程进行了验证。

具体验证过程及测试结果详见附件《力学性能测量REBCO二代高温超导带

材（镀铜带）横向脱层强度测试方法》循环比对试验报告。

4采用国际标准和国内外先进标准的程度

目前国际上尚无同类检测标准，但在TC90会议上，对该国家标准进行了报

道和介绍。计划完成国家标准后，推进国际标准的工作。

5与有关的现行法律、法规和强制性国家标准的关系

经查，本标准与现有标准及制定中的标准无交叉重复，与有关的现行法律、

法规和强制性国家标准无冲突。

6重大分歧意见的处理经过和依据

本标准的制定过程不存在重大意见分歧。

7作为强制性国家标准或推荐性国家标准的建议

建议该标准为推荐性国家标准。

8贯彻国家标准的要求和措施建议

本标准的实施，为我国REBCO二代高温超导带材横向脱层强度测量提供了

依据，不仅有助于提高国内产业化的检验技术水平，更为我国超导装置和生产提

供有力支持，一定程度上促进了我国经济的发展。

9废止现行有关标准的建议

无。

10其他应予说明的事项

无。

2022年12月7日

1工作简况

1.1任务来源

REBCO（RE指Y，Gd，Dy等稀土元素）二代高温超导带材相比低温超导线

具有更高的不可逆磁场、高场下优异的载流能力，与一代高温超导线相比成本更

低，使用温度范围更宽，在超导磁体、超导电缆、超导电机等领域具有重要的应

用前景，已成为未来超导材料发展的主要方向。

REBCO二代高温超导带材是一个典型的层合材料，在运行过程中由于电磁力

和热应力的作用会出现层间脱层现象。大量的实验发现，脱层已成为REBCO二

代高温超导带材主要破坏形式，且一旦发生脱层，会对超导装置的运行带来安全

隐患。因此，对REBCO二代高温超导带材的脱层强度研究具有重要的科学意义

和工程应用背景。

在REBCO二代高温超导带材中，由于超导层和缓冲层（Buffer）均为陶瓷材

料，其断裂韧性较低且离散性非常大，导致实验测量获得的REBCO二代高温超

导带材脱层强度数据离散性很大，难以对材料制备和工程设计提供指导性建议。

因此，采用三参数Weibull分布数据分析方法对脱层强度的实验数据进行处理。

目前，对REBCO二代高温超导带材脱层强度的测试方法种类繁多，如剥离

测试（Peelingtest）、针拉测试（pin-pulltensiletest）、砧拉测试（anviltensiletest）

以及三点弯拉伸（threepointsbendingtest）等。不同厂家和用户采用的测试方

法也不一样，测量标准的不统一会阻碍REBCO二代高温超导带材的规模化应用。

因此，建立标准的测量方法十分有必要且具有重大意义。

为了适应国内超导技术发展的需要，统一和规范国内REBCO二代高温超导

带材横向脱层强度测量方法，2021年5月12日全国超导标准化技术委员会

（SAC/TC265）向国家标准化管理委员会提出自主制定我国《力学性能测量

REBCO二代高温超导带材（镀铜带）横向脱层强度测试方法》国家标准。2021

年10月15日在国家标准化管理委员正式立项，中文版项目编号为

20214099-T-491；英文版项目编号：W20212073，于2021年10月16日进入标

准起草阶段，截止日期为2022年10月15日。由于受到疫情影响，于2022年

3月28日向国家超导标准委员会申请延期一年，项目完成日期顺延至2023年10

月15日。

1.2协作单位及主要起草人

在2019年9月，项目成立了预研工作组，开展工作，并确定了主要协作单

位和主要起草人。正式组织国内REBCO二代高温超导带材主要生产厂家（包括

上海超导科技股份有限公司、苏州新材料研究所有限公司和上海上创超导科技有

限公司等）和主要超导强电研发和用户单位（兰州大学、上海交通大学、中国科

学院等离子体物理研究所、上海大学、中国船舶重工集团公司第七一二研究所、

云南电网有限责任公司电力科学研究院）紧密协作，制定《力学性能测量REBCO

二代高温超导带材（镀铜带）横向脱层强度测试方法》国家标准。

张兴义任组长，主要起草人有张兴义，刘聪，王玉山，朱佳敏，陈思侃，刘

华军，刘方，陶书，蔡传兵，李敏娟，周勇，黑颖顿。上海超导科技股份有限公

司陈思侃，朱佳敏参与循环对比实验，中科院等离子所陶书，刘方参与循环对比

实验。

1.3主要工作过程

2018年8月18日，由兰州大学牵头，成立项目工作组，通过对已有的二代

高温超导带材脱层强度方法的研究，确定以砧拉法作为核心方法的常、低温脱层

强度测量方法。同时，经过讨论，最终选择三参数的Weibull数据处理方法作为

解决测量数据离散性的统一拟合方法。

2019年9月18日，向全国超导标准技术委员会提出建立二代高温超导带材

脱层强度测量方法标准的申请，开展为期1年的项目预研工作，主要拟解决：砧

头焊接温度对样品临界电流的影响、n值退化判据和电流退化判据的相关性、砧

头尺寸的选择、锡焊与铜层的浸润性和包覆性的研究等。

2020年9月25日完成预研汇报，完成了以上问题的同时，还同上海超导科

技股份有限公司开展了焊接法和胶粘法的对比，结论是胶粘法仅适用于裸银带或

Cu层非常薄(几个μm)，而对于更加接近工程应用的镀铜带难以适用，最后讨论

还是一致推荐使用砧头焊接法，即砧拉法。

在2021年1月16日召开的全国超导标准化技术委员会2020年会上，解决

了有关专家关于样本容量、砧头宽度、