(高清版)GBT 42472-2023 临界电流测量 银包套Bi-2223超导线室温双弯曲后的保留临界电流

国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会I Ⅲ IV 1 1 1 2 25.1总则 25.2弯曲心轴 2 2 2 26.1样品长度 2 37测量步骤 37.1临界电流测量 37.2双弯曲 4 4 48.1临界电流判据 48.2n-值(可选) 49测试报告 49.1测试样品的标识 4 5 5附录A(资料性)与本文件的第1章～第9章相关的附加信息 6 ⅢGB/T42472—2023/IEC61788-24:2018本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1本文件等同采用IEC61788-24:2018《超导电性第24部分：临界电流测量银包套Bi-2223超导——由《临界电流测量银包套Bi-2223超导带材室温双弯曲后的剩余1GB/T42472—2023/IEC61788-银包套Bi-2223超导线室温双弯曲后的本文件描述了Bi-2223氧化物超导体短直样品室温双弯曲后临界电流的测试方法。样品为具有扁本文件适用于临界电流小于300A、n-值大于5的超导体。室温双弯曲后临界电流的测试在无外下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不IEC60050-815国际电工词汇(IEV)第815部分：超导电性(Internationalelectrotechnicalvocabulary(IEV)—Part815:Superconductivity)IEC60050-815界定的以及下列术语和定义适用于本文件。ISO和IEC维护的用于标准化的术语——IECElectropedia:可从http://www.electropedia.以一定的采样频率采集U-I数据的方法。沿U-I曲线设定多个恰当的电流分布点，使电流从一个设定点升流到另一个设定点后，保持一定2GB/T42472—2023/IEC61788-24:204原理77K自场下样品的临界电流应在双弯曲并矫直后进行测量。弯曲前后临界电流测量的时间间隔5装置缩不同引起的样品应变应减小至士0.1%以内。在各材料热膨胀系数已知的情况下，可以评估其热应由样品、测量骨架和样品支撑结构组成的样待测样品的长度(L)定义如下(见图1):3在[3]¹的表2中，给出了五个成功的双弯曲测试样例。通常，样品长度L范围为90mm~150mm,L₁范围为18.25mm～50 4GB/T42472—2023/IEC测量结束，应将样品回温至室温。7.2双弯曲在室温下，样品的一端应固定在某一具体直径的心轴上，样品沿心轴从固定端向自由端弯曲，见A.5.2。弯曲部分应包括电压引线接点间的整个长度。将样品翻过来，重新固定在直径相同的心轴上，并沿心轴从固定端弯曲至自由端。7.3弯曲后的临界电流临界电流在样品直样状态下测量，除了先前弯曲矫直所引起的塑性形变外应无其他机械应变。临界电流测量应采用与7.1相同的步骤进行。测量应在液氮槽中进行，弯曲处理前后临界电流测量的时间间隔应尽可能短。由于临界电流强烈依赖于温度，应注意避免弯曲前后温度的变化。A.5.1提供了详细的讨论。8结果计算8.1临界电流判据临界电流I。应由电场判据E。确定。I。应由U-I特性曲线上电压为U。的点所对应的电流值确定，U。是相对基准电压的测量电压(见E.电场判据，单位为微伏每米(pμV/m应在基准电压和0.5I。附近的平均电压间画一条直线(见图3)。该直线由于电流转移和/或样品局部受损而呈现一定的斜率，但其斜率应小于0.3U./I.,这样确定出的I。才能视为有效。其中U。和I。8.2n-值(可选)9测试报告9.1测试样品的标识测试样品应有以下标识：a)样品的生产厂家；b)类别和/或标号；c)批号。5GB/T42472—2023/IEC弯曲前后I。和/或保留I。的比率，及其相应的判据与n-值(可选),应写入报告。以下测试条件应写入报告：a)弯曲直径(D);b)电流引线和电压引线的固定方法(例如，夹子、使用Cu块压接、焊料(电流)或其他连接方法);c)样品长度(L);d)电压引线接点间距(L₁);e)电流引线接头到电压引线接点的最短距离(L₃);f)电流引线接头区域的长度(L₂);g)使用恒速率升流法时的扫描速率；h)使用升流-恒流-升流方法时的升流间距，升流时间和保持时间。图2U-I本征特性曲线0图3存在电流转移分量的U-I特性曲线6 银包套Bi-2223[4]不锈钢叠层封装Bi-2223银[s]铜6]G10玻璃钢，沿纤维方向7.8]7GB/T42472—2023/IEC61788-2测量骨架的一个例子如图A.1所示。如图A.1a)所示，样品骨架由银带(2)制成的四个接触块固定在玻璃纤维环氧基底上(1)组成。编织线(3)焊接到银带的反面作为电流和电压引线。如图A.1b)所示，带材样品(4)放置在样品骨架上，与银带接触，并用编织线搭接。然后用夹子[见图A.1c)中的(5)]紧紧夹住搭接表面。夹子如图A.2所示。图A.1几百安培级导体的测量配置8GB/T42472—2023/IEC61788-图A.3电压引线和焊料引起的附加应变现有一个针对BSCCO线的临界电流测量标准(IEC61788-3)。IEC61788-3采用焊接的方式固定电压引线。但是，若采用IEC61788-3的方式，导线和弯曲心轴之间夹有焊料和电压引线接点，弯曲时，导线在焊接位置处会产生附加应变，如图A.3所示。对于临界电流测量，本文件是一个例外，以避免额外应变引起的线材退化。A.4样品准备电压引线接点之间的距离定义为电压接头之间的最小距离，与尺寸无关。A.5测量步骤A.5.1临界电流测量为降低样品电压引线上的热电势，从冷剂到室温使用连续的铜电压引线，室温中的接头或连接均处于等温环境。需要注意的是，浸泡在冷剂中的接头或连接件是等温的。冷却速率可能会影响临界电流测量结果，因为冷却速率和热收缩的差别会导致样品的过度应变。大气压力会影响开放槽中液氮的沸腾温度。图A.4展示了沸腾温度(T₀)和大气压力(p)之间的关系。Bi-2223导线的临界电流随温度的变化如图A.5所示。本文件的目的是获得弯曲处理前后临界电流的比率。为了避免大气压力随时间变化而产生显著的温度变化，两次临界电流测量的时间间隔应尽可能短。图A.4液氮沸腾温度与大气压力的关系9压源可通过其对升流速率的比例依赖关系来识别。如果与U。相比，该电压显著,则推荐降低升流速些电压保持相对恒定。在U-I曲线测量之前和之后都对基线电压值进行测量，并认为它随时间是线性弯曲过程的示例如图A.6所示。样品沿着芯轴从固定端弯曲到自由端[(a)→(b)→(c)→(d)]。GB/T42472—2023/IEC61788-24:2018A.6结果计算超导体I。附近的U-I特性曲线通常可以通过经验幂次公式(A.1)近似表述：A.7相对标准不确定度为了评估测量数据的质量，采用不确定度的概念作为独立判断的可靠基础[2]。对于Bi-2223带金商用Bi-2223超导带材。其一般结构特征如下：细超导芯线包裹在银N为测试样品总数。j=1、2和3分别对应不同的弯曲直径。相对标准不确定度(RSU)采用以下(Xcov;)——平均变异系数。GB/T42472—2023/IEC6弯曲直径I。(弯曲前)I。(弯曲后)A%%A%%%%(资料性)双弯曲后保留临界电流合成标准不确定度的评定B.1临界电流测量的实施图B.1为典型的电压随电流变化关系曲线图。对于E。=100μV/m的电场判据，当电压引线接点间距L=50mm时，电压为5μV。双弯曲处理前后样品的临界电流分别为207A、2了标准不确定度评定。一弯曲前50表B.1评定标准不确定度的前提条件jAn1525"如下讨论，弯曲直径为97mm时带材的临界电流不受双弯曲的影响。B.2模型公式由于磁通黏滞流动在超导介质(超导体)中产生电场时，电压和电流之间的关系可用非线性公GB/T42472—2023/IEC61788对经直径D双弯曲后的带材重复进行第二次临界电流测试。临界电流I₂由公式(B.5)给出：公式(B.6)是确定双弯曲前后临界电流比率的数学表达式。公式(B.6)中8个待测量中的每一个待式中j=1和j=2代表弯曲处理前后的值。公式(B.7)的灵敏度系数为：电压引线与带材面接触，而非点接触。当电势引线接触处沿带材轴向宽度为w时，标准不确定GB/T42472—2023/IEC根据公式(B.8)和表A.2所列的<I./I。>,计算得到两个灵敏度系数cu和c12均为0.943×以5μV的电压为前提计算标准不确定度。根据IEC61788-3,在恒速率情况下，从零到I。的电流扫描时间为10s时，在近似于临界电流处的电压变化率为：电压由一个量程范围为20μV,采样率为60ms的数字电压表测试得到，标准不确定度为：根据公式(B.8)和表A.2所列的(I./I。>,计算得到两个灵敏度系数ca和C₂为0.943×10-²[1/μV],其中D=50mm,U=5μV,n=20。影响临界电流测试的三个因素来源于电压测量、液氮温度及弯曲工具直径。它们的合成标准不确定度表达为：在f=0.942处评定标准不确定度。电流采用R,=1mΩ的分流器进行测量。电压值207mV是采用满量程1000mV,采样率20ms的数字电压表测量的。临界电流与温度强相关。根据图A.5所示的预测试，商业化BSCCO带材随温度的典型变化情况可表示为：其中，To=77.355K是标准大气压po=101.32kPa下液氮的沸点，γ是常数。在这种情况下，当弯曲前后两次临界电流测试时液氮浴建议的最大温差为△T=0.2K,标准不确定度为：根据之前的测试，临界电流与弯曲直径的关系可表示为：GB/T42472—2023/IEC这里C313=0,因为弯曲处理前D假定为D₀。D=50mm时C323的值为9.72×10-³1/mm,D=60mm时值为1.82×10-³1/mm,D=80mm时值为7.88×10-⁶1/mm。弯曲处理的总误差认为等同根据公式(B.17)计算得到的三种直径对应的与电流测量相关的标表B.2与电流测量相关的标准不确定度j12表B.3给出了与合成标准不确定度相关的所有分量的灵敏度系数(c;)、B类标准不确定度(u;)及它们的乘积。表B.3表明主要贡献来自来自弯曲直径和测量温度。表B.3每个分量的标准不确定度预算表jCuL112U212ijCuI12—5.77×10-T1-2.55X10-2-2.55×10-D102—0.00972mm-¹GB/T42472—2023/IEC61788-表B.4合成标准不确定度1观测(L//.)OO2031表B.4中列出的Xgsu在变化趋势上与图B.2和表A.2中的(Xcov>相同。两个数据集的顺序相同。Xgsu和(Xcov>的增加速率随弯曲直径的减小而增大。但是(Xcov>证实很小，在95%保留临界电流中只占到了1%到2%。GB/T42472—2023/IEC6ofAg-and/orAgalloy-sheath[2]ISO/IECGuide98-3:2008Uncertaofuncertainty