(高清版)GBT 41641-2022 力学性能测量 REBCO带材室温拉伸试验方法

GB/T41641—2022/IEC61788-25:2018(IEC61788-25:2018,Superconductivity—Part25:Mec国家市场监督管理总局 I Ⅱ 4原理 3 3 3 3 36试样制备 36.1总则 36.2试样的长度 4 47试验条件 7.1试样的夹持 47.2引伸计的安装 7.3试验速度 47.4试验 4 48.1弹性模量(E) 4 5 5 6 6 6附录A(资料性)第1章～第10章相关附加信息 7附录B(资料性)弹性模量的合成标准不确定度评定 IGB/T41641—2022/IEC61788-25:20本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定本文件等同采用IEC61788-25:2018《超导电性第25部分：力学性能测量REBCO带材室温拉伸试验方法》 ⅡGB/T41641—2022/IEC61788-25:2018几种类型的复合超导体现已商业化。化学式为REBa₂Cu₃O,的稀土基氧化物超导体(SC)可用于合。这种实用超导带材通常称为REBCO涂层导体。涂层导体典型的结构包括Ni-Cr-Mo基合金、1GB/T41641—2022/IEC61788-本文件描述了一种REBCO带材室温拉伸试验方法及其试验步骤。本文件所描述的试验方法适用本文件适用于测试横截面积为0.12mm²~6.0mm²的矩形横截面样品(对应宽度在2.0mm~ISO376金属材料单轴试验机检验用标准测力仪的校准(Metallicmaterials—Calibrationofforce-provinginstrumentsusedfortheverificationofuniaxialtestingmachines)ISO7500-1静力单轴试验机的检验第1部分：拉力和(或)压力试验机测力系统的检验与校准(Verificationofstaticuniaxialtestingmachines—Part1:Tension/compressiVerificationandcalibrationoftheforce-measuringsystem)ISO9513金属材料单轴试验用引伸计系统的标定(Metallicmaterials—Calibrationofexten-someterssystemsusedinuniaxialte——IEC/RA2EuPEuP00A/%试验期间任一时刻的位移增量除以引伸计初始标距之商。用引伸计测量试样延伸时所使用引伸计起始标距长度。弹性模量modulusofelasticityE弹性形变范围内应力-应变曲线线性部分的斜率。见图1。E0图1典型的应力-应变曲线和弹性模量以及0.2%规定塑性延伸强度的定义0.2%规定塑性延伸强度0.2%proofstrength当复合超导带材塑性延伸率为0.2%时的应力。见图1a)。3GB/T41641—2022/IEC61788-25:20R。A.4原理本方法用拉力拉伸试样，通常直至断裂，测定第1章中限定的超导带材的力学性能(弹性模量和0.2%规定塑性延伸强度)。第1章～第10章的相关附加信息见附录A。要求在5.2和5.3中规定。所采用拉伸试验机的控制系统应能提供恒定的横梁位移速率。夹头的结构和强度应与试样相适引伸计的质量应不大于30g,以便不会影响复合超导带材的力学性能。应安装配重以平衡引伸计4 (1) (2)7试验条件7.3试验速度7.4试验变和应力，并应在横坐标和纵坐标图中绘出(见图1a)和图1b)]。当应变达到0.1%～0.2%(由Au表式中：5由于卸载过程始于图1中的Au点对应的应变值，同一个公式(3)可用于计算卸载的模量(Eu)和初始加载模量(E₀)。建议在Au点开始测量卸载曲线，Au优选约0.1%～0.2%。试验后，结果应采用比值E₀/Eu进行校核。比值应满足公式(4)所给出的条件，其中△=0.2 (4)8.20.2%规定塑性延伸强度(Rpo.2-o和Rpo₂-o)复加载部分(见图1)。着应变轴平移0.2%(加载下的0.2%偏移线),与应力一应变曲线的交叉点处的应力定义为初始加载下的0.2%规定塑性延伸强度。卸载条件下的0.2%规定塑性延伸强度Rpo.2-u应确定如下：将卸载线的直线部分平移至加载下的每个0.2%规定塑性延伸强度应采用公式(5)计算： (5)i表示0或U。除非特殊约定，试验应在285K～305K的温度范围内进行。使用的载荷传感器在零到最大载荷之间的相对标准不确定度应小于0.1%。引伸计应变的相对标准不确定度宜小于0.5%。位移测量传感N测试试样数量4.6%、4.3%和4.1%。6GB/T41641—2022/IEC61788b)分类和/或标识；b)0.2%规定塑性延伸强度(Rpo.2-o和Rp₀.2-u)。7GB/T41641—2022/IEC61788-(资料性)第1章~第10章相关附加信息A.1总则本文件是基于室温轴向应力-应变的测试。虽然垂直于带材表面方向(沿c轴)的力学特性在超导典型的先进轻型双引伸计如图A.1和图A.2所示。一种是轻型Siam双联式引伸计(见图A.1),其一种是轻型双引伸计(见图A.2),其标距为25.6mm(总质量3g)。双引伸计由两个相同的单引伸8样品样品图1显示了REBCO超导带材在室温下拉伸试验结果。力学性能通常分为弹性变形和塑性变形两9A.6拉伸断裂条件第4章描述了用拉伸力使试件变形，通常直至断裂的试验。然而，实际上难以使试样发生有效形变至断裂，因为准平行带面形状的试样通常导致夹持断裂。拉伸有效应变至断裂不是强制性要求。A.7相对标准不确定度为了评定测量数据的质量，提出不确定度的概念作为独立判断的可靠依据(ISO/IECGuide98-3)。对于REBCO超导带材，从7个研究组近期进行的国际循环比对试验中收集了大量信息(Osamuraetal.,2014),4种商用REBCO超导带材分别被编号为A~D作为测试试样，结果如表A.1所示。超导带材一般具有如下的结构特征：在具有氧化物过渡层的基底上生长的厚度为1μm~2.5μm的薄超导层；超导层表面用银层保护；用厚度为40μm~100μm的金属箔带进行双面封装。这些数据由相互独立的实验室对每个试样进行5次重复测试得到。表A.1试验数据E₀和Eo的相对标准不确定度(Xsu)和变异系数(X<cov>)%%%%ABCD如8.1中所述，对测试数据进行有效性验证，其中△=0.2。可用于后续分析的实验数据的数量列于表A.1中。例如，对于超导带C和D,所有数据(N=35)都为有效数据，但对于超导带A和B,其中各有三个数据无效。计算结果列于表A.1中。此外，RSU值与变异系数(X<cov>)的关系由公式(A.4)给出：采用相同的方法，可以获得0.2%规定塑性延伸强度的统计信息，见表A.2。N%%%%ABCD(资料性)B.1模型方程E——弹性模量；So——试样的初始横截面积；使用装有载荷传感器的动态力测量系统获得应力值(Osamuraetal,2010)。以恒定的应变速率dA/dt下拉试样，并通过电路测量载荷传感器的输出时刻记录应力。原则上，使用校正因子来校准测以百分数(%)形式表达的△A由公式(B.3)确定：B.2.2应力测量B.2.2.1标准重量(P₀)的不确定度为了校核1000N的载荷传感器，采用标准重量Po=5000.05%,其B类标准不确定度为：GB/T41641—2022/IN,Lc=25mm,△L=12.5×10-N进行测试。因其出厂精确度保证在B.2.2.2标准重量的静态测量(V₀)载荷传感器对于1000N的载荷输出电压为5.0V,且精度为0.25%。对于500N的载荷，输出电B.2.2.3试样施加力的动态测量(V)uv=√u³+u³2+u³s=1.70×10-3(V)……(BB.2.3尺寸测量B.2.3.1带材厚度测量(t)的不确定度千分尺的热膨胀系数为20×10-⁶K-¹,且假定测量温度之间的最大差值为20K。因此对于0.1mm厚度测量标准不确定度为：则厚度测量合成标准不确定度为：u₁=√u²i+u²2=5.77×10-⁴(mm)…………(BB.2.3.2带材宽度测量(w)的不确定度游标卡尺的热膨胀系数为20×10-⁶K-¹,且假定测量温度之间的最大差值为20K。因此对于4.1mm宽度的测量不确定度为：则宽度测量合成标准不确定度为：um=√u}+u³2=1.44×10²(mm)…………(BB.2.4应变测量引伸计的热膨胀系数为15×10-⁶K-¹,且假定测量温度之间的最大差值为20K。因此对于0.0125mm的测量标准不确定度为：标距为25mm的引伸计通过3×10-⁴s-¹的应变速率暂时伸长。由于采样时间为0.06s,标准不确定度为：则伸长量的合成标准不确定度为：ua=√u²+u²₂+u³s=1.42×10-'(mm)…B.2.5标距测量(Lc)的不确定度采用最小刻度为50μm的游标卡尺进行标距测量。则标准不确定度为：游标卡尺的热膨胀系数为20×10-⁶K-¹,且假定测量温度之间的最大差值为20K。因此对于u_c=√u}i+ui2=1.46×10-²(mm)…………(B总之，使用表B.1的数据对公式(B.6)给出的合成标准不确定度进行评估。结果在表B.2中给出，表B.1公式(B.6)中实验变量的不确定度因子“x,%Vo=2.5VV=0.143V厚度宽度E%%B.3重要的实验因素B.3.1初始应变速率(Osamuraetal.,2014)%%B.3.2厚度测量(Osamuraetal.,2014)较大，并且焊接或电镀导致带材表面变得粗糙引起厚度不均匀。使用千分尺时由于仪器误差导致的B对实验超导带的编号[Osamuraetal.,2014]。所有带材实际测得的RSU值都比B类不确定度值大两[1]ISO6892-1Metallicmat[2]ISO/IECGuide98-3Uncertaintyofmeasurement—Part3:Gcertaintyinmeasuremen[3]IEC60050-815:2015InternationalElectrotechnicalVocabulary—Part8tivity(availableat/)[4]IEC61788-6:2011Superconductivity—Part6:Mechanical