GB T 31522-2015 基体与超导体体积比测试 Nb3Sn复合超导线铜与非铜体积比.pdf
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1、ICS 77.040.99 H 21 调B中华人民共和国国家标准GB/T 31522-2015/IEC 61788-12: 20 13 基体与超导体体积比测试Nb3Sn复合超导线铜与非铜体积比Matrix to superconductor volume ratio measurement一Copper to non-copper volume ratio of Nb3Sn composite superconducting wires (lEC 61788-12: 2013 ,Superconductivity-Part 12: Matrix to superconductor volume
2、 ratio measurement-Copper to non-copper volume ratio of Nb3Sn composite superconducting wires, IDT) 2015-05四15发布2015国12-01实施_.白锦.,/、飞在啥也应?子I中华人民共和国国家质量监督检验检菇总局也世中国国家标准化管理委员会a叩GB/T 31522-2015/IEC 61788-12:2013 目次前言. . . . . . m 引言. . . . . . . N 1 范围. . . . . . 2 规范性引用文件. 3 术语与定义4 原理. . 5 装置. . . . .
3、 . . . . 6 测量步骤. . . . . . . . . . . . . . . . 2 6.1 样品制备. 6.2 测量. . . . . 2 6.3 第二个样品的测试过程. . . . . . . 3 6.4 纸张质量7 结果的计算8 测试方法的不确定度. . 9 测试报告. 9.1 铜与非铜体积比报告9.2 测试样品的标识. . . . 4 附录A(规范性附录测量图像处理法. 附录B(规范性附录)测量铜质量法附录C(规范性附录求积仪测量法. . . . . . . . . 7 附录D(资料性附录样品的抛光方法附录E(资料性附录)Nb3Sn戚相热处理前后铜与非铜体现比的差异. .
4、9 附录F(资料性附录)复印时纸张质量偏差. . . . . 10 附录G(资料性附录)Cu/Nb3Sn线材横截面. . 11 附录H(资料性附录)不确定度考虑. . . . . . . . . 12 附录1(资料性附录)Nb3Sn复合超导线铜与非铜体积比测试方法的不确定度评定. 16 参考文献. . . . . . . . . . . 21 I G/T 31522-2015/IEC 61788-12:2013 前吉E司本标准按照GB/T1.12009给出的规则起草。本标准使用翻译法等同采用IEC61788-12 :2013(Ed.2.0H超导电性第12部分z基体与超导体体积比测试NbaSn复
5、合起导线铜与非铜体现比。与本标准中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下zGB/T 13811-2003 电工术语超导电性(IEC60050-815: 2000 , MOD) ; 一GB/T22587-2008 基体与超导体体棋比测量Cu/Nb-Ti复合超导体铜-超体积比的测量(lEC61788-5: 2000 , MOD)。请注意本文件的某些内容可能捞及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由中国科学院提出。本标准由全国超导标准化技术委员会(SAC/TC265)归口。本标准起草单位z西部超导材料科技股份有限公司、中国科学院物理研究所、西北有色金属研究院、北京有色金
6、属研究总院。本标准主要起草人z张科、冯冉、刘宜平、熊晓梅、郑明辉、王大友。而皿GB/T 31S22-2015/IEC 61788-12:2013 引铜与非铜体积比是表征超导线两个重要特性参量,即临界电流密度和线材稳定性的一个重要参数。本标准规范了铜为稳定材料的多芯Nb3Sn复合超导线(以下称为Cu/Nb3Sn线材)铜与非铜体棋比的测试方法。根据稳定材料布局不同.Cu/Nb3Sn线材可以划分成四类见附录G)I外稳定型、内稳定型、分散稳定型、环绕稳定型。本标准规定的测试方法适用于各种加工工艺制成的外稳定型或内稳定型线材。这些测试方法包括纸张称重法、图像处理法等,如z纸张称重法,此方法需要将线材截面
7、照片描在描图纸或复印在纸上,再将不同部分剪开并称重。图像处理法,此方法采用软件对线材截面照片进行分析.铜质量法,此方法采用硝酸溶解去除样晶的铜只剩下非铜部分,测量样品的质量和非铜部分质量。内稳定型Cu/Nb3Sn线材与铜基Nb-Ti线不同,它不适合应用铜质量法,因为它的内部结构会妨碍铜的禧解和去除。本标准正文所涉及的是最常用的纸张称重法。Cu/Nb3Sn线材适用的其他方法,图像处理法和铜质量法分别在附录A与附录B中介绍,附录C中介绍了求积仪法,附录D则介绍了一种抛光方法的实例,N GB/T 31522-20 15/IEC 61788-12:2013 基体与超导体体积比测试Nb3Sn复合超导线铜
8、与非铜体积比1 范围本标准规定了Cu/Nb3Sn线材铜与非铜体积比的测试方法。本标准适用于横截面棋为0.1mm2 -3.0 mm2,铜与非铜体积比大于或等于0.1的Nb3Sn复合超导线。本标准对芯丝直径不作要求,但不适用于Sn、Cu-Sn合金、阻隔层材料或是其他非铜部分弥散在铜基体中的超导线材,也不适用于稳定材料分散的超导线材。另外,铜与非铜体积比的测量在Nb3Sn成相热处理前或后均可以进行参见附录白。本标准的Cu/Nb3Sn线材具有圆形或短形截面的一体化结构。尽管不确定度有所增加,本标准测试方法对横截面积和铜与非铜体积比超出本标准规定范围的Cu/NbaSn线材也造用。经过适当修正,本标准给出
9、的测试方法可应用于其他复合超导线材。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单适用于本文件。IEC 60050-815 国际电工术语第815部分z超导电性(Internationalelectrotechnical vocabulary-Part 815 :Superconductivity) IEC 61788-5 超导电性第5部分z基体与超导体体积比测量Cu/Nb-Ti复合超导体铜-超体积比的测量(Superconductivity-Part 5 I Matrix to su
10、perconductor volume ratio measurement Copper to superconductor volume ratio of Cu/Nb-Ti composite superconductors) 3 术语和定义IEC 60050-815界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3. 1 铜与非铜体积比copper to non-copper volome ratio Cu/NbaSn线材的铜与非铜体积比定义为线材稳定材料铜区与线材非铜区的体积比。4 原理本标准采用的方法原理描述如下z用金相显微镜拍摄一张线材试样的抛光截面照片,并在描图纸上描绘或使用复印机复印。然后
11、按区剪开并测量不同部分质量,进而计算出铜与非铜体积比。5 装置测试所需装置包括z1 GB/T 31522-2015/IEC 61788-12:2013 二一金相显微镜s一一显微照相机p一抛光机F一天平p一一天平的不确定度等于或优于士0.1mg; 剪刀或裁纸刀。6 测量步骤6.1 样晶制备6.1.1 总则对Nb3Sn成相热处理前或后的Cu/NbsSn线材进行取样。从同一根Cu/NbSn线材截取两个样品进行测量。注z在测是热处理前的内锡法Nb3Sn线材时应注意区分作为稳定材料的铜与其他部分的铜-6.1.2 步骤6. 1.2.1 镜样两个样品一起镶样然后抛光。为了方便在金相显微镜下观察,应采用一种合
12、适的树脂材料镶样。在镶样时尽量保证样晶的截面与抛光面平行。6.1.2.2 抛光样品用砂纸打磨并用研磨剂抛光。磨样过程中可用显微镜观察抛光情况,特别是铜与非铜区边界以及样品外边界。如果截面仍残留研磨剂造成的划痕就应重新打磨抛光。附录D详细介绍了一种抛光方法。6. 1.?.3 清洗与烘干完成抛光的样品应依次用流动水、蒸馆水、丙酣或者酒精进行清洗,要确保洗涤溶剂不会溶解镶样用的树脂材料。如果必要可用起声波清洗机进行清洗。清洗过后应用冷或热空气吹干样品以防止表面氧化或变色。6.2 副量6.2.1 截面照片使用金相显微照相机拍摄黑白或者彩色的截面照片(截面照片可数字化后选用图像处理法,见附录A)。应选择
13、适当的放大倍率,以保证整个截面都在照片范围内。应选择景深大的显微照相机进行拍摄,以保证铜与非铜区边界和样品外边界的清晰。6.2.2 转印截面图像应被印在描图纸上以便分离铜与非铜部分。也可选择用复印机复印截面图像。调节复印机放大倍率,把图像复印在一张纸上,大小以方便剪切工作为宜。如果采用复印机复印,应确定缩放比,控制复制的扭曲度在士1%以内(见附录F)。G/T 31522-2015月EC61788-12:2013 6.2.3 剪裁可用剪刀或者裁纸刀来分离描图纸或复印图像的铜与非铜部分,6.2.4 纸张质量测量纸张样品应测量两次,铜与非铜区纸张称重的合成标准不确定度应不超过0.1mg。每个部分应测
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