超導股線臨界電流測試樣品桿制造技術

本實用新型專利技術公開了一種超導股線臨界電流測試樣品桿，包括有密封法蘭、樣品夾緊裝置等，所述的密封法蘭內有低溫環氧膠密封，密封法蘭外套裝有環氧護套，環氧護套內分別設置有左支撐膠木環、右支撐膠木環；所述的導電螺桿的上、下端分別安裝有上壓緊環、下壓緊環，上壓緊環與導電螺桿之間隔有高壓絕緣層，上壓緊環與下壓緊環之間夾置有樣品骨架，超導股線的兩端分別連接到上壓緊環、下壓緊環上，上壓緊環、下壓緊環外分別連接有電流引線。本實用新型專利技術的樣品骨架夾緊接觸可靠，低溫下不會松動，減少了接觸電阻；樣品桿的表面不會出現凝結水，且節約液氦的使用量。（*該技術在2020年保護過期，可自由使用*）

Superconducting stock; critical current; test sample bar

The utility model discloses a critical current superconducting strand test sample rod, comprising a sealing flange, sample clamping device, a sealing flange is arranged inside the low temperature epoxy seal with epoxy sheath sealing flange jacket, epoxy sheath are respectively arranged in the left and right supporting ring support bakelite bakelite screw of the conductive ring; the upper and lower ends are respectively provided with a clamp ring, a clamping ring, a high voltage insulation layer between the clamp ring and the conductive screw between the upper pressing ring and a lower clamping ring is clamped at both ends of the sample frame, superconducting strands are respectively connected to the clamp ring, a pressing ring, the clamp ring, under the pressing ring are respectively connected with the current lead. The utility model has the advantages of reliable contact clamping skeleton samples under low temperature, not loose, reduce the contact resistance; the surface will not appear the sample rod condensate, and save the use of liquid helium.

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及超導股線臨界電流測試領域，具體是一種Nb3Sn和NbTi超導股 線臨界電流測試樣品桿。
技術介紹
國際熱核聚變實驗反應堆(ITER)是目前全球最大的國際合作研究項目，合作方 包括歐盟、美國、中國、日本、印度、俄羅斯、韓國等國家。該計劃將研究解決核聚變 關鍵技術難題，其中低溫超導線材繞制的磁體系統是ITER裝置的核心部件。在承擔國際 熱核聚變實驗堆(ITER)導體設計、生產過程中，需要對ITER TF導體和PF導體使用的 Nb3Sn和NbTi超導股線臨界性能進行測試。ITERTF線圈的CIC導體由扭絞的、多芯的 鍍CrNb3Sn基復合股線組成。ITER用Nb3Sn基股線的工藝主要有兩種青銅法和內錫 法。兩種工藝都取決于經組裝和轉變而成為股線的初始Nb3Sn。沒有反應的股線被絞成 纜，而纜穿管成為管內電纜導體。成形結束后，導體進行熱處理(經過在幾個溫度平臺 達到 650°C)。Nb3Sn超導線性能測試前需要按照一定的熱處理制度進行熱處理，并按 照特定的樣品骨架準備測試樣品。臨界電流樣品附加上電流引線，被放置在液氦槽中和平行于樣品架的軸線磁場 (螺線管)中，所選擇的樣品電流和磁場強度應確保向內的電磁力適用于股線，在股線 長度范圍內，磁場均勻度必須達到0.5%，磁場與股線軸向之間夾角必須為90° 士6°， 磁場測量系統的分辨率要優于20mT，其絕對準確度要優于1%。磁場重復性必須優于 0.5%,電流測試的分辨率必須優于0.1A，絕對準確度優于0.5%，ITERPF線圈的CIC導 體由扭絞的、多芯的鍍Ni NbTi基復合股線組成。多芯復合股線由Nb-Ti絲深嵌在高純 度銅體中。股線加工的最后階段始于最終復合坯料的組裝，由銅基中Nb-Ti棒外包Nb層 組成。坯料經過多道次拉拔加工得到最終尺寸的股線。拉拔應和高溫熱處理交叉進行， 以保證α-Ti沉淀的產生并達到高銷連接力。樣品測試骨架及對背景磁場的要求與Nb3Sn 超導線測試骨架相同。測試裝置包括提供背景場的磁體系統，樣品桿，低溫容器，電源 設備以及數據采集系統等。提供背景場的磁體為螺旋管型超導混合磁體，內、外線圈分 別由Nb3Sn和NbTi線繞制。孔徑為70mm，其中心磁場最高可達16T，中心處直徑、高 度均為IOmm的圓柱內的磁場均勻度高達2.3X10_4。磁體同時并聯了-個超導開關，磁 場穩定時磁體處于閉環運行模式，并浸泡在液氦中，以保證實驗時磁體系統更穩定。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種超導股線臨界電流測試樣品桿，樣品骨架夾緊接 觸可靠，低溫下不會松動，減少了接觸電阻；樣品桿的表面不會出現凝結水，且節約液 氦的使用量。本技術的技術方案如下超導股線臨界電流測試樣品桿，包括有密封法蘭、電流引線、樣品夾緊裝置等。其特征在于所述的密封法蘭內有低溫環氧膠密封，密封法蘭外套裝有環氧護套， 環氧護套內分別設置有左支撐膠木環、右支撐膠木環；所述的樣品夾緊裝置上、下端分 別安裝有上壓緊環、下壓緊環，上壓緊環和下壓緊環分別連接電流引線兩極，電流引線 兩極之間隔有高壓絕緣層，上壓緊環與下壓緊環之間固定超導股線樣品骨架，樣品骨架 外壁繞制有超導股線，超導股線的兩端分別連接到上壓緊環、下壓緊環上，二根電流引 線分別依次穿過密封法蘭、低溫環氧膠、左支撐膠木環、右支撐膠木環且通過接頭裝置 與導電螺桿固定連接；上壓緊環、下壓緊環分別與兩根電流引線連接。所述的上壓緊環、下壓緊環的夾持端具有錐度為45°的圓錐面。所述的下壓緊環后端頂壓有螺合于導電螺桿上的壓緊螺帽。所述的右支撐膠木環內開有氦氣回流孔。本技術的環氧護套提供氦氣回路，冷卻電流引線，節省了大量液氦；環氧 護套支撐結構易于干燥，使得更換樣品的時間大大縮短，不會發生樣品桿表面凝結水， 放入液氦杜瓦后結冰的現象；樣品骨架夾緊裝置接觸可靠，低溫下不會松動，同時拆卸 樣品骨架操作簡單、可靠，不會損傷測試樣品；為了減小夾緊結構之間的接觸電阻，減 小通電實驗時電流引線的發熱。附圖說明圖1為本技術的結構示意圖。具體實施方式參見附圖，超導股線臨界電流測試樣品桿，包括有密封法蘭1、導電螺桿12， 密封法蘭1內有低溫環氧膠2，密封法蘭1外套裝有環氧護套4，環氧護套4內分別設置有 左支撐膠木環3、右支撐膠木環5;導電螺桿12的上、下端分別安裝有上壓緊環8、下壓 緊環10，下壓緊環10后端頂壓有螺合與導電螺桿上的壓緊螺帽11，上壓緊環8、下壓緊 環10的夾持端具有錐度為45°的圓錐面，上壓緊環與導電螺桿之間隔有高壓絕緣層7， 下壓緊環10與導電螺桿導通連接，上壓緊環與下壓緊環之間夾置有筒形樣品骨架9，筒 形樣品骨架9外壁繞制有超導股線，二根電流引線6分別依次穿過密封法蘭1、低溫環氧 膠2、左支撐膠木環3、右支撐膠木環5且通過接頭裝置與導電螺桿12固定連接；上壓緊 環8、下壓緊環10外分別與二根電流引線6連接。右支撐膠木環內開有氦氣回流孔。權利要求1.超導股線臨界電流測試樣品桿，包括有密封法蘭、電流引線、樣品夾緊裝置等， 其特征在于所述的密封法蘭內有低溫環氧膠密封，密封法蘭外套裝有環氧護套，環氧 護套內分別設置有左支撐膠木環、右支撐膠木環；所述的樣品夾緊裝置上、下端分別安 裝有上壓緊環、下壓緊環，上壓緊環和下壓緊環分別連接電流引線兩極，電流引線兩極 之間隔有高壓絕緣層，上壓緊環與下壓緊環之間固定超導股線樣品骨架，樣品骨架外壁 繞制有超導股線，超導股線的兩端分別連接到上壓緊環、下壓緊環上，二根電流引線分 別依次穿過密封法蘭、低溫環氧膠、左支撐膠木環、右支撐膠木環且通過接頭裝置與導 電螺桿固定連接；上壓緊環、下壓緊環分別與兩根電流引線連接。2.根據權利要求1所述的超導股線臨界電流測試樣品桿，其特征在于所述的上壓 緊環、下壓緊環的夾持端具有錐度為45°的圓錐面。3.根據權利要求1或2所述的超導股線臨界電流測試樣品桿，其特征在于所述的下 壓緊環后端有螺合于導電螺桿上的壓緊螺帽。4.根據權利要求1或2所述的超導股線臨界電流測試樣品桿，其特征在于所述的右 支撐膠木環內開有氦氣回流孔。專利摘要本技術公開了一種超導股線臨界電流測試樣品桿，包括有密封法蘭、樣品夾緊裝置等，所述的密封法蘭內有低溫環氧膠密封，密封法蘭外套裝有環氧護套，環氧護套內分別設置有左支撐膠木環、右支撐膠木環；所述的導電螺桿的上、下端分別安裝有上壓緊環、下壓緊環，上壓緊環與導電螺桿之間隔有高壓絕緣層，上壓緊環與下壓緊環之間夾置有樣品骨架，超導股線的兩端分別連接到上壓緊環、下壓緊環上，上壓緊環、下壓緊環外分別連接有電流引線。本技術的樣品骨架夾緊接觸可靠，低溫下不會松動，減少了接觸電阻；樣品桿的表面不會出現凝結水，且節約液氦的使用量。文檔編號G01R19/00GK201796076SQ201020127919公開日2011年4月13日 申請日期2010年3月10日 優先權日2010年3月10日專利技術者劉方, 龍風 申請人:中國科學院等離子體物理研究所本文檔來自技高網...

【技術保護點】
超導股線臨界電流測試樣品桿，包括有密封法蘭、電流引線、樣品夾緊裝置等，其特征在于：所述的密封法蘭內有低溫環氧膠密封，密封法蘭外套裝有環氧護套，環氧護套內分別設置有左支撐膠木環、右支撐膠木環；所述的樣品夾緊裝置上、下端分別安裝有上壓緊環、下壓緊環，上壓緊環和下壓緊環分別連接電流引線兩極，電流引線兩極之間隔有高壓絕緣層，上壓緊環與下壓緊環之間固定超導股線樣品骨架，樣品骨架外壁繞制有超導股線，超導股線的兩端分別連接到上壓緊環、下壓緊環上，二根電流引線分別依次穿過密封法蘭、低溫環氧膠、左支撐膠木環、右支撐膠木環且通過接頭裝置與導電螺桿固定連接；上壓緊環、下壓緊環分別與兩根電流引線連接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：龍風，劉方，
申請(專利權)人：中國科學院等離子體物理研究所，
類型：實用新型
國別省市：34