超導(dǎo)材料磁懸浮力測(cè)量

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1、實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)：超導(dǎo)材料磁懸浮力測(cè)量一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解超導(dǎo)體的基本特性。2、掌握磁浮力的測(cè)量方法。二、實(shí)驗(yàn)原理:完全抗磁性和零電阻效應(yīng)一樣是超導(dǎo)材料的主要特征之一。當(dāng)一個(gè)超導(dǎo)體處于外磁場(chǎng)屮時(shí),由于抗磁性和磁通釘扎效應(yīng)的作用，在超導(dǎo)體內(nèi)部將感應(yīng)出屏蔽電流，又由于零電阻效應(yīng)所致,屏蔽電流兒乎不隨時(shí)間衰減。在超導(dǎo)體內(nèi)持續(xù)流動(dòng)的屏蔽電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與外磁場(chǎng)發(fā)生和互作用，從而產(chǎn)生超導(dǎo)磁懸浮現(xiàn)象。以超導(dǎo)磁懸浮現(xiàn)象為基礎(chǔ)的超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)在能源（飛輪儲(chǔ)能）、交通（磁浮車(chē)）、機(jī)械工業(yè)（無(wú)摩擦軸承）等諸多領(lǐng)域具冇潛在的應(yīng)用價(jià)值。磁浮力是超導(dǎo)材料在磁懸浮技術(shù)上應(yīng)用的重要參數(shù)。磁浮力隨懸浮間隙的變化一

2、方面取決于超導(dǎo)材料白身的性質(zhì)，另一方面取決于磁場(chǎng)的強(qiáng)度和分布以及溫度等測(cè)量條件?？趶暮商m科學(xué)家海伊克?凱米林?昂納斯于1911年首次發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)彖以來(lái)，科學(xué)家們對(duì)低溫超導(dǎo)體和高溫超導(dǎo)體的研究己取得了輝煌的成就。超導(dǎo)體主要有兩個(gè)基本特性，即：①零電阻性或完全導(dǎo)電性；②完全抗磁性。因此，它在科研、生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域都冇著廣泛的應(yīng)用?？傮w來(lái)說(shuō)可分為兩人類(lèi)：一類(lèi)是用于強(qiáng)電，用超導(dǎo)體制成大尺度的超導(dǎo)器件，如超導(dǎo)磁鐵、電機(jī)、電纜等，用于發(fā)電、輸電、貯能和交通運(yùn)輸?shù)确蕉?。另一?lèi)是用于弱電，用超導(dǎo)體制成小尺度的器件，如超導(dǎo)量了干涉器件（簡(jiǎn)稱(chēng)SQVID）和制成計(jì)算機(jī)的邏輯元件，用于精密儀器儀表、

3、計(jì)算機(jī)等方面。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟：.1）零場(chǎng)冷實(shí)驗(yàn)步驟1、打開(kāi)測(cè)試儀電源開(kāi)關(guān)，預(yù)熱5分鐘。2、用螺絲將樣品固定在試樣架屮心；3、按K3鍵使壓力數(shù)值歸零；4、順時(shí)針搖動(dòng)手柄使磁體下行至樣品附近，調(diào)整磁體位置使其與樣品對(duì)中，至壓力顯示在10?20牛頓Z間，然后按K7鍵將位移清零。5、逆時(shí)針搖動(dòng)手柄使磁體上行至35mm以上；6、向低溫容器中注入液氮，使樣品在沒(méi)有外磁場(chǎng)作用的條件下冷卻至液氮溫度。保持液氮面略高于樣品上表面（測(cè)試過(guò)程中因液氮蒸發(fā)液面下降時(shí)，可隨時(shí)添加液氮），再次按K3鍵進(jìn)行壓力清零。7、執(zhí)行c:cdjcccdjc.exe運(yùn)行測(cè)試軟件。出現(xiàn)如下界面8、選擇參數(shù)設(shè)

4、定，進(jìn)入下而的界而。按測(cè)試儀而板上K2鍵聯(lián)機(jī)，此時(shí)可以在計(jì)算機(jī)屏幕上看到壓力與位移數(shù)值。M"■"■■4IM!■■■當(dāng)前壓力值:000.ON、”1前位移值：00().0mm?WS■■■■1***出J臼?WWir9、填寫(xiě)樣品編號(hào)、尺寸、冷卻方式和磁鐵尺寸及表面磁場(chǎng)，數(shù)據(jù)是否存盤(pán)、采樣周期（＞100ms）等。10、點(diǎn)擊工具欄的壓力-位移測(cè)試圖。進(jìn)入以下界面。11、填寫(xiě)最人壓力、最小壓力和位移量程和縱坐標(biāo)位證以確定坐標(biāo)軸。12、點(diǎn)擊“開(kāi)始繪圖”框選擇繪制Illi線，數(shù)據(jù)被記錄在數(shù)據(jù)庫(kù)屮，然后順時(shí)針搖動(dòng)手柄使磁體下行接近超導(dǎo)樣品，接觸后逆時(shí)針搖動(dòng)手柄使磁體上行至35mm以上，點(diǎn)擊“

5、停止繪圖”。根據(jù)需要，可點(diǎn)擊右卜-角的“存貯”，將測(cè)試圖存盤(pán)。如果用記錄儀或繪圖儀繪制測(cè)試曲線，則在測(cè)試前連接好測(cè)量?jī)x與記錄儀。測(cè)試儀后面板上的信號(hào)輸出接口用于連接記錄儀或繪圖儀，其中1（綠線，位移負(fù)）、2（紅線，位移正），3（藍(lán)線，壓力負(fù)）、4（黃線，壓力正）。后面板旋鈕為電位補(bǔ)償，可以將輸出電壓調(diào)整在記錄儀量程范圍內(nèi)。13、點(diǎn)擊工具欄屮的“數(shù)據(jù)庫(kù)”，可將數(shù)據(jù)庫(kù)另外起名保存，并清空測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù)。默認(rèn)的數(shù)據(jù)庫(kù)存貯格式為“EXCEL”格式。14、重復(fù)測(cè)量時(shí)必須等待液氮完全蒸發(fā)（或松螺絲將樣品從樣品架上取出），使樣品整體升溫至90K以上（轉(zhuǎn)變?yōu)檎B(tài)），使凍結(jié)在樣品中的磁場(chǎng)退掉

6、。注意，直接用水沖或熱風(fēng)吹快速升溫會(huì)使樣品產(chǎn)牛裂紋，導(dǎo)致性能明顯卜?降。15、實(shí)驗(yàn)結(jié)束后關(guān)閉測(cè)試儀電源，并將樣品取出擦干后保存在干燥皿中。2）場(chǎng)冷實(shí)驗(yàn)步驟1、打開(kāi)測(cè)試儀電源開(kāi)關(guān)，預(yù)熱5分鐘。2、用螺絲將樣品固定在試樣架中心；3、按K3鍵使壓力數(shù)值歸零；4、順時(shí)針搖動(dòng)手柄使磁體下行至樣品附近，調(diào)整磁體位宜使其與樣品對(duì)屮，至壓力顯示在10~20牛頓Z間，然后按K7鍵將位移清零。5、逆時(shí)針搖動(dòng)手柄使磁體上行至1~lOmmZ間任意位置。6、向低溫容器屮注入液氮，使樣品在有外磁場(chǎng)作川的條件下冷卻至液氮溫度（盡量避免磁體浸泡在液氮屮），再次按K3鍵進(jìn)行壓力清零。7、執(zhí)彳亍c:cdj

7、cccdjc.exe運(yùn)行測(cè)試軟件。出現(xiàn)如下界面超導(dǎo)盛浮力測(cè)量糸統(tǒng)4ue

8、W?*CW8、選擇參數(shù)設(shè)定，進(jìn)入卜?面的界面。按測(cè)試儀面板上K2鍵聯(lián)機(jī)，此時(shí)可以在計(jì)算機(jī)屏幕上看到壓力與位移數(shù)值。9、填寫(xiě)樣品編號(hào)、尺寸、冷卻方式和磁鐵尺寸及表血磁場(chǎng)，數(shù)據(jù)是否存盤(pán)、采樣周期(>100ms)等。10、點(diǎn)擊工具欄的壓力-位移測(cè)試圖。進(jìn)入以下界血。11、填寫(xiě)最大壓力、最小壓力和位移雖程和縱坐標(biāo)位置以確定坐標(biāo)軸。12、點(diǎn)擊“開(kāi)始繪圖”框選擇繪制Illi線，順時(shí)針搖動(dòng)手柄使磁體下行或逆時(shí)針搖動(dòng)手柄使磁體上行(只測(cè)吸引力)，數(shù)據(jù)被記錄