超導(dǎo)線材作為一種高性能材料，廣泛應(yīng)用于超導(dǎo)磁體、超導(dǎo)電纜等領(lǐng)域。由于其工作環(huán)境通常處于低溫狀態(tài)（如液氮溫度77K或更低），研究其在低溫條件下的力學(xué)性能，尤其是拉伸性能，對于確保超導(dǎo)線材的可靠性和穩(wěn)定性具有重要意義。

低溫拉伸測試是評估超導(dǎo)線材在實際應(yīng)用中機械性能的重要手段。通過在液氮環(huán)境下對超導(dǎo)線材進行拉伸試驗，可以深入了解其在低溫條件下的抗拉強度、彈性模量、屈服強度等力學(xué)特性。這些性能參數(shù)不僅直接影響超導(dǎo)線材的機械穩(wěn)定性，還可能對其臨界電流密度（Ic）等超導(dǎo)性能產(chǎn)生顯著影響。

本文科準測控小編將詳細介紹超導(dǎo)線材在液氮低溫下的拉伸測試方法及其重要性，為相關(guān)研究和應(yīng)用提供參考。

一、測試原理

超導(dǎo)線材低溫拉伸測試的原理是通過在液氮低溫環(huán)境下對超導(dǎo)線材施加拉伸力，測量其力學(xué)性能變化，以評估其在低溫條件下的機械穩(wěn)定性和超導(dǎo)性能。

二、測試相關(guān)標準

GB/T 31527-2015：力學(xué)性能測量NbTi/Cu復(fù)合超導(dǎo)線室溫拉伸試驗方法。該標準規(guī)定了NbTi/Cu復(fù)合超導(dǎo)線室溫拉伸試驗方法，用以測量彈性模量、規(guī)定塑性延伸強度和抗拉強度等力學(xué)性能參數(shù)。

GB/T 38842-2020：實用超導(dǎo)線的分類和檢測方法 一般特性和指南。該標準給出了實用超導(dǎo)線的一般特性，并提供了實用超導(dǎo)線的力學(xué)、電學(xué)和超導(dǎo)特性測試方法方面的應(yīng)用指南。

三、測試儀器

1、電子式動態(tài)疲勞試驗機（帶液氮）

四、測試流程

步驟一、試驗樣品準備

樣品選擇：采用銅基NbTi超導(dǎo)線，該樣品經(jīng)過組裝、擠壓、多次熱處理與冷加工拉伸結(jié)合，隨后進行扭絞、拉伸和最終熱處理等工藝，最終制成多芯絲超導(dǎo)線。

樣品規(guī)格：樣品長度為100mm，標距為50mm，確保樣品兩端有足夠的夾持長度。

樣品標記：在樣品標距范圍內(nèi)標記清晰的標記線，用于測量變形量。

樣品清潔：使用無水乙醇或丙酮清潔樣品表面，去除油污和雜質(zhì)。

步驟二、設(shè)備調(diào)試與校準

試驗機校準：對電子式動態(tài)疲勞試驗機進行校準，確保力值測量精度和位移測量精度符合要求。

液氮系統(tǒng)檢查：檢查液氮系統(tǒng)的密封性和溫度控制精度，確保液氮溫度穩(wěn)定在77K。

夾具安裝：安裝合適的夾具，確保樣品在夾持過程中不會發(fā)生滑動或局部變形。

步驟三、測試條件設(shè)置

溫度設(shè)置：將試驗環(huán)境溫度設(shè)置為77K（液氮溫度）和293K（室溫），分別進行低溫和室溫下的拉伸測試。

加載速率：設(shè)置試驗機的加載速率為0.5mm/min，確保測試過程平穩(wěn)。

數(shù)據(jù)采集：連接數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，設(shè)置采樣頻率為10Hz，記錄力值、位移和溫度變化。

步驟四、測試執(zhí)行

樣品安裝：將樣品安裝在試驗機夾具上，確保樣品標距范圍內(nèi)無夾持痕跡。

液氮注入：將液氮注入試驗腔，使樣品wan全浸入液氮中，等待溫度穩(wěn)定在77K。

拉伸測試：啟動試驗機，按照設(shè)定的加載速率對樣品進行拉伸，直至樣品斷裂。

數(shù)據(jù)記錄：實時記錄拉伸過程中的力值、位移和溫度變化，保存測試數(shù)據(jù)。

步驟五、結(jié)果記錄與分析

數(shù)據(jù)整理：整理測試數(shù)據(jù)，繪制力-位移曲線和應(yīng)力-應(yīng)變曲線。

性能評估：根據(jù)測試結(jié)果，評估NbTi超導(dǎo)線在77K和293K溫度下的抗拉強度、彈性模量和屈服強度等力學(xué)性能。

結(jié)果對比：對比低溫和室溫下的測試結(jié)果，分析溫度對NbTi超導(dǎo)線力學(xué)性能的影響。

步驟六、測試報告

報告內(nèi)容：包括樣品信息、測試條件、測試結(jié)果和分析結(jié)論。

報告格式：按照標準格式生成測試報告，確保數(shù)據(jù)準確、內(nèi)容完整。

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