超導體檢測機構
超導體(又稱為超導材料)指的是在某一溫度以下,電阻變為零的導體,同時也是一種在低溫條件下兼具絕對零電阻和完全抗磁性兩個獨立特性的超級導體。
超導體的電阻變為絕對的零,即電阻完全消失,電流通過時不會有任何損失,因此可以無衰減地在超導體中流動。同時,超導體還具有完全抗磁性,超導體會將外磁場完全排出體外。超導體的完全抗磁性又稱為邁斯納效應,這種效應是由德國科學家邁斯納發現的。
人類最初發現超導體是在1911年,荷蘭科學家海克·卡末林·昂內斯等人發現,在極低的溫度下,汞的電阻會消失,變成超導體。超導體的發現與研究,不僅推動了物理學理論的發展,同時也為能源電力、交通運輸、醫療健康等領域帶來了革命性的技術進步。下面就將對超導體的檢測進行詳細介紹。
超導體(superconductor)的主要特點包括:
1、零電阻性
當超導體被冷卻到其臨界溫度以下時,它的電阻突然變為零,這種現象稱為超導現象。在超導狀態下,超導體可以無損耗地傳輸電流,這是超導體的一個重要特性。
2、完全抗磁性
超導體表現出完全抗磁性,也稱為邁斯納效應。這意味著當超導體達到超導狀態時,它會將外部磁場完全排出體外,導致超導體內部的磁場為零。
3、通量量子化
當兩層超導體之間的絕緣層薄至原子尺寸時,電子對可以穿過絕緣層產生隧道電流,這種現象稱為約瑟夫森效應。它進一步分為直流約瑟夫森效應和交流約瑟夫森效應,其中交流約瑟夫森效應涉及超導電流的交流成分。
超導體的這些特性使其在電子學、電力工業、交通運輸等多個領域具有重要應用。
因此,根據超導體的特點,可以對其提供電阻、抗磁性、臨界溫度、臨界磁場、臨界電流、電流密度、剩余電阻比測試、徑向絕緣測試、軸向絕緣測試、局部放電測試、帕邢放電測試等檢測項目。
同時可對鈮鋯合金、鈮鈦合金、三元合金、超導化合物、超導陶瓷等進行檢測。
1、電阻測量方法
超導體的最顯著特性之一是其零電阻。因此,要測量超導體的電阻,需要采用一些特殊的方法。常用的電阻測量方法包括四探針法和交流電阻測量法。
a.四探針法
四探針法是一種常用的電阻測量方法,它利用四個電極分別施加電流和測量電壓來測量材料的電阻。這種方法可以排除接觸電阻對測量結果的影響,提供準確的電阻值。
b.交流電阻測量法
交流電阻測量法則是通過施加交流電源來測量超導體的電阻。這種方法可以避免直流電流對超導體的破壞,并且在高頻范圍內提供準確的電阻測量結果。
2、磁場測量方法
超導體的抗磁性是其另一個重要特性。要測量超導體的磁場,可以采用霍爾效應和磁力計等方法。
a.霍爾效應
霍爾效應是一種基于洛倫茲力的測量方法,它通過測量電流通過超導體時產生的霍爾電壓來確定磁場的大小。這種方法可以提供準確的磁場測量結果。
b.磁力計
磁力計是一種常用的磁場測量儀器,它通過測量磁場對磁力計產生的力來確定磁場的大小。這種方法可以在不同的磁場強度下提供準確的磁場測量結果。
3、臨界溫度測量方法
超導體的臨界溫度是指超導態和正常態之間的轉變溫度。要測量超導體的臨界溫度,可以采用電阻測量和磁化測量等方法。
a.電阻測量方法
電阻測量方法是一種常用的臨界溫度測量方法,它通過測量超導體的電阻隨溫度變化的曲線來確定臨界溫度。這種方法可以提供準確的臨界溫度測量結果。
b.磁化測量方法
磁化測量方法是一種基于超導體磁化率變化的測量方法,它通過測量超導體在不同溫度下的磁化率來確定臨界溫度。這種方法可以在不同的磁場強度下提供準確的臨界溫度測量結果。
1、IEC 61788-5:2013 超導體.第5部分:超導體體積比測量矩陣.銅對銅/鈮-鈦復合超導體的超導體體積比
2、GB/T 22587-2008 基體與超導體體積比測量.Cu/Nb-Ti復合超導體銅-超[體積]比的測量
3、BS EN 61788-5:2013 超導性.超導體體積比率測量矩陣.銅與Cu/Nb-Ti復合超導體的超導體體積比率
4、GB/T 31522-2015 基體與超導體體積比測試 Nb3Sn復合超導線銅與非銅體積比
5、BS EN 61788-6:2008 超導體.機械性能測量.Cu/Nb-Ti合成超導體的室溫拉伸試驗
6、JIS H 7313:2007 超導性.成批高溫超導體的測量.大粒氧化物超導體的陷波流量密度
7、GB/T 30537-2014 超導電性 塊狀高溫超導體的測量 大晶粒氧化物超導體的俘獲磁通密度
8、NF EN 61788-12:2014 超導第12部分:基體/超導體體積比的測量Nb3Sn超導復合線材的銅/非銅體積比
9、NF EN 61788-9:2005 超導性 - 第 9 部分:塊體高溫超導體的測量 - 粗粒氧化物超導體的剩余磁通密度
10、NF C31-888-6:2006 超導體.第6部分:機械性能測量.銅/鈮-鈦復合超導體室溫拉伸試驗
11、NF C31-888-1*NF EN 61788-1:2007 超導體.第1部分:臨界電流測量.鈮-鈦復合超導體的臨界直流電流
12、KS C IEC 61788-9-2021 超導性 – 第9部分:塊體高溫超導體的測量 – 大顆粒氧化物超導體的俘獲磁通密度
13、IEC 61788-6:2011 超導體.第6部分:機械性能測量.銅/鈮-鈦復合超導體的室溫拉伸試驗
14、GB/T 22587-2017 基體與超導體體積比測量 銅-鈮鈦(Cu/Nb-Ti)復合超導線銅-超[體積]比的測量
15、GB/T 25897-2010 超導電性:鈮-鈦復合超導體剩余電阻比測定
16、GB/T 21115-2007 塊狀氧化物超導體磁浮力的測量
17、UNE-EN 61788-12:2013 超導性 第12部分:基體與超導體體積比測量 Nb3Sn 復合超導線材的銅與非銅體積比
關于超導體檢測的相關介紹到此,通過對超導體的檢測項目、檢測方法、檢測標準等進行詳細介紹,可以評估其性能和應用范圍,并為材料選取提供參考。