国家标准计划《REBCO高温超导带材临界扭距测量方法》由 TC265(全国超导标准化技术委员会)归口 ,主管部门为中国科学院。
主要起草单位 中国科学院合肥物质科学研究院 、中国科学院电工所 、北京原力超导科技公司 、西部超导科技有限公司 、合肥国际应用超导中心 、合肥曦合超导科技有限公司 。
| 29 电气工程 |
| 29.050 导体材料 |
| 77 冶金 |
| 77.040 金属材料试验 |
| 77.040.01 金属材料试验综合 |
1) 必要性 高温超导体在超导电力、超导磁体、超导磁悬浮等多个领域具有广阔的应用前景。
目前,实用高温超导材料主要为Bi系和Y系。
Y系高温超导材料REBCO 因其具有的高上临界场、高临界电流密度、良好的机械性能等特点,是满足高场磁体应用需求的优异候选材料,同时应用过程中无需热处理,受到广泛关注。
为了满足未来可控核聚变、高能加速器、高场核磁共振等多领域的大电流强磁场应用需求,国际上发展了多种基于REBCO带材的大电流电缆结构与技术,结构形式包括罗贝尔电缆、扭转堆叠电缆和圆芯电缆等。
在不同的电缆结构中,为了减少交流损耗,同时增强运行稳定性,超导带材都会承受扭转应力。
而扭转应力过大时,会导致超导带材的超导层出现裂纹甚至断裂,从而引起带材载流能力的大幅衰退。
因此,为了保障电缆的性能稳定,需要测试高温超导带材的临界电流扭转性能,从而为电缆设计及性能分析提供必不可少的数据支撑,推动REBCO带材大规模应用。
2)项目预期效益 REBCO 超导带材具有成熟的制备工艺,已经实现千米级带材的产业化生产。
此外,REBCO带材还具有高临界电流密度,高机械强度、无需高温热处理等特点,基于 REBCO 超导带材的大电流导体,能够很好的满足强磁场、大电流超导磁体的技术指标,使其在未来的高磁场、大电流超导磁体领域具有极大的应用潜力。
因此在未来国内和国际范围内,可产生的经济效益将达到百亿量级。
本标准的设立和推广将为REBCO的生产以及基于REBCO带材绕制的高温超导导体提供关键性参数,可进一步完善 我国超导材料性能检测的标准化体系,提升我国在超导材料领域的技术实力,提升我国在该领域的国际影响力。
3)可行性 项目申报单位中国科学院等离子体所是中国磁约束热核聚变研究的重要基地,在核聚变工程及超导电工技术领域处于国际先进水平。
已经建成并运行两个国家大科学装置,分别为全超导托卡马克核聚变试验装置、稳态强磁场试验装置,正在建设第三个大科学装置—“十三五”聚变堆主机关键系统综合研究设施(CRAFT)。
积累了丰富的超导磁体设计与研发经验,拥有超导导体绕制、测试设备以及完善的超导综合测试平台。
在超导材料性能研究方面,申报单位建立了国内唯一经 ITER 认证的低温超导材料多物理场下临界性能测试装置、高温超导带材不同温度和磁场条件下的临界性能测试系统(实现了温度高精度控制)、超导材料的微观结构分析平台等,同时在超导材料性能研究方面,积累了丰富的理论及性能分析研究基础,主要包括:超导材料电磁特性数值研究、低温性能特别是线材的残余应变的数值分析、超导材料低温下应变发生装置的设计和模拟、低温超导实用材料的电流定标模型、高温超导材料无应力作用下的临界电流定标模型等方面。
申请单位具备的装置及技术基础可有效保障本项目的顺利实施与完成。
本文件描述了液氮温区REBCO高温超导带材临界扭距的测量方法。 本文件测量方法用于确定REBCO高温超导超导带材的临界扭距,而对于本文件适用范围以外的超导线或带材临界扭距测量,在未制定相应的测量标准前,可参考本文件进行测量。 主要内容包括: 1.范围 2.规范性引用文件 3.术语和定义 4.原理 5.测量装置 6.样品准备和安装 7.测量步骤 8.结果计算 9.测量报告