本发明属于温铜氧化物超导材料,具体涉及一种多方位检测gdbco超导块材均匀性方法。
背景技术:
1、1987年,临界转变温度高于液氮温度的y-ba-cu-o(ybco)超导体被发现。随后,人们通过用稀土元素nd、sm、gd、eu、dy等替代ybco超导体中的y位,获得了一系列转变温度在90k左右的高温超导体,这类超导体被称为稀土铜氧化物超导体,一般写为re-ba-cu-o(rebco)。由于其稳定的磁悬浮力,较高的捕获场,强的磁通钉扎力以及高的临界转变温度等性能,被广泛应用于超导磁轴承、飞轮储能系统、电机、发电机和磁悬浮系统等领域。目前挑选均匀样品的主要方法是测试样品表面3d捕获磁场分布以及样品表面磁悬浮力。然而,在实际的应用中,需要批量制备大量的rebco超导块材。目前的检测方法,需要花费大量时间、检测方法单一且不全面。
技术实现思路
1、为了解决现有gdbco超导块材均匀性方法需要花费大量时间、检测方法单一且不全面的问题。
2、本发明提供了一种多方位检测gdbco超导块材均匀性方法,包括如下步骤:
3、步骤一、准备不同晶粒取向的gdbco超导块材;
4、步骤二、在gdbco超导块材表面设计对称路径,通过设计的路径检测样品表面的均匀性;
5、步骤三、通过对gdbco超导块材周向磁悬浮力的测试,检测样品的均匀性;
6、步骤四、记录不同晶粒取向gdbco超导块材与永磁体间距在场冷(fc)条件下的变化;检测不同晶粒取向gdbco周向均匀性。
7、进一步的,所述步骤二、在gdbco超导块材表面设计对称路径,通过设计的路径检测样品表面的均匀性,具体过程是:
8、步骤201、选取ab面籽晶诱导生长成功的gdbco超导块材s1,在其表面设计对称路径;
9、步骤202、将gdbco超导块材s1置于冷却装置中,外加磁场强度为0.5t的匀强磁场,然后加入液氮,待gdbco超导块材s1完全冷却后,褪去磁场;
10、步骤203、将磁化后的gdbco超导块材s1放置到测试样品池中,按设计的路径测试磁场分布;
11、步骤204、根据gdbco超导块材s1表面磁场分布结果,确定gdbco超导块材s1表面的均匀性。
12、进一步的,所述步骤三、通过对gdbco超导块材周向磁悬浮力的测试,检测样品的均匀性,分为定角度周向磁悬浮力检测样品的均匀性和定向周向磁悬浮力检测样品的均匀性。
13、进一步的,所述定角度周向磁悬浮力检测样品的均匀性的具体过程是:
14、步骤301、选取籽晶诱导生长成功的gdbco超导块材;
15、步骤302、将不同晶粒取向的gdbco超导块材用无磁性的铜螺杆与电机连接;
16、步骤303、将gdbco超导块材放入样品池中,加入液氮冷却;待gdbco超导块材完全冷却后,将直径30mm、表面磁场0.5t的永磁体从与gdbco超导块表面相距150mm的位置处快速下降到35mm处;
17、步骤304、选定测试的角度,测试的角度分别是0°、30°、45°、60°、90°;
18、步骤305、将永磁体缓慢降到与gdbco超导块相距0.5mm处,记录磁悬浮力随永磁体与gdbco超导块间距从35mm到0.5mm的变化;
19、步骤306、根据旋转gdbco超导块的磁悬浮力的分布结果,确定gdbco超导块才周向的均匀性。
20、进一步的,所述定向周向磁悬浮力检测样品的均匀性的具体过程是:
21、步骤401、选取籽晶诱导生长成功的gdbco超导块材;
22、步骤402、将不同晶粒取向的gdbco超导块材用无磁性的铜螺杆与电机连接;
23、步骤403、将gdbco超导块材放入样品池中,加入液氮冷却;待gdbco超导块材完全冷却后,将直径30mm、表面磁场0.5t的永磁体从与gdbco超导块表面相距150mm的位置处以速率20mm/s的速度下降到与样品相距0.5mm处;
24、步骤404、设置转速,启动电机,将gdbco超导块与电机同轴转动;转速为1、5、10r/min;
25、步骤405、记录0.5mm处gdbco超导块的磁悬浮力在测试时间内的磁悬浮力的变化;
26、步骤406、根据旋转gdbco超导块的磁悬浮力的分布结果,确定gdbco超导块周向的均匀性。
27、进一步的,所示步骤四、记录不同晶粒取向gdbco超导块材与永磁体间距在场冷(fc)条件下的变化,检测不同晶粒取向gdbco周向均匀性,具体过程是:
28、步骤501、选取籽晶诱导生长成功的gdbco超导块材;
29、步骤502、将gdbco超导块材用无磁性的铜螺杆与电机连接;
30、步骤503、fc条件下,将直径15mm的永磁体(pm)放置在与gdbco超导块材相距d=5mm的亚克力有机玻璃管中,永磁体表面磁场强度是0.3t;
31、步骤504、加入液氮,直到样品完全冷却至液氮温度(77k);同时打开激光测距仪和电机,gdbco超导块材在电机的带动下分别以1r/min、5r/min、10r/min、20r/min、50r/min的转速旋转,激光测距仪记录永磁体与激光测距仪的间距变化,得到永磁体的悬浮高度d的变化;
32、步骤505、通过永磁体悬浮高度d的变化,可用来检测gdbco超导块材周向均匀性。
33、本发明的优点是:本发明提供了多方位检测gdbco超导块材均匀性的方法,对样品的表面、周向均匀性进行多方位的检测。在样品表面,设计多条对称路径,通过霍尔探头测试其捕获磁场的分布,检测样品的均匀性。对于样品的周向性能,可以定点测试样品的磁悬浮力、旋转测试磁悬浮力等均可测试样品的均匀性。通过这些方法的测试,可以减少测试的时间,提供全方位、多角度的检测方法。检测方法的丰富,同时丰富、拓展了不同晶粒取向gdbco超导块材的应用。例如,ac面籽晶诱导生长的gdbco超导块材,通过周向均匀性的检测,可以实现磁悬浮力的连续有效的变化。
34、下面结合附图和实施例对本发明做详细说明。
1.一种多方位检测gdbco超导块材均匀性方法,其特征在于,包括如下步骤:
2.如权利要求1所述的一种多方位检测gdbco超导块材均匀性方法,其特征在于:所述步骤二、在gdbco超导块材表面设计对称路径,通过设计的路径检测样品表面的均匀性,具体过程是:
3.如权利要求1所述的一种多方位检测gdbco超导块材均匀性方法,其特征在于:所述步骤三、通过对gdbco超导块材周向磁悬浮力的测试,检测样品的均匀性,分为定角度周向磁悬浮力检测样品的均匀性和定向周向磁悬浮力检测样品的均匀性。
4.如权利要求3所述的一种多方位检测gdbco超导块材均匀性方法,其特征在于:所述定角度周向磁悬浮力检测样品的均匀性的具体过程是:
5.如权利要求3所述的一种多方位检测gdbco超导块材均匀性方法,其特征在于:所述定向周向磁悬浮力检测样品的均匀性的具体过程是:
6.如权利要求1所述的一种多方位检测gdbco超导块材均匀性方法,其特征在于:所示步骤四、记录不同晶粒取向gdbco超导块材与永磁体间距在场冷(fc)条件下的变化,检测不同晶粒取向gdbco周向均匀性,具体过程是:
