《交流损耗测量+多丝复合超导材料磁滞损耗的磁强计测量法gbt+21227-2021》详细解读

《交流损耗测量多丝复合超导材料磁滞损耗的磁强计测量法gb/t21227-2021》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语和定义4要求4.1目标不确定度4.2外加磁场的不确定度和均匀性4.3VSM的校准contents目录4.4温度4.5样品长度4.6样品取向和退磁效应4.7归一化体积4.8磁场循环或扫描方式5VSM测量方法5.1总则5.2VSM测量原理contents目录5.3VSM样品制备5.4VSM测量条件及校准6测试报告6.1总则6.2有关测试的基本情况6.3技术细节附录A(资料性)SQUID测量方法附录B(规范性)本方法推广到一般超导体的测量contents目录附录C(资料性)不确定度考虑参考文献011范围适用于多丝复合超导材料磁滞损耗的磁强计测量。规定了使用磁强计测量多丝复合超导材料磁滞损耗的术语和定义、试验原理、试验仪器、试样制备、试验条件、试验步骤、结果计算和试验报告。适用于科研、生产和质检部门对多丝复合超导材料磁滞损耗的测量。1范围022规范性引用文件03引用文件中的某些特定条款通过本标准的引用而成为本标准的条款，增强了标准的法律效力。01详细列举了本标准所引用的各类规范性文件，确保标准的完整性和准确性。02涉及超导材料磁滞损耗测量方面的多项国家和行业标准，确保测量方法和结果的可靠性。2规范性引用文件033术语和定义交流损耗类型包括磁滞损耗、涡流损耗和耦合损耗等。损耗原因由于超导体在交流磁场中的磁通量变化，导致产生能量损耗。影响因素受材料特性、磁场强度、频率等多个因素影响。3术语和定义044要求磁强计用于测量多丝复合超导材料的磁滞损耗，应具备高灵敏度和稳定性。电源供应为磁强计提供稳定的电源，确保测量过程中无电源波动干扰。控制系统用于设置测量参数，控制测量过程，以及记录和存储测量数据。4要求054.1目标不确定度定义目标不确定度是指测量结果与被测量真值之间的偏差范围，反映了测量结果的可靠性和精度。影响因素目标不确定度受测量设备精度、测量方法、环境条件等多种因素影响，需综合考虑各因素贡献。表示方法通常采用标准不确定度或扩展不确定度表示目标不确定度，便于定量分析和比较。4.1目标不确定度064.2外加磁场的不确定度和均匀性定义与分类外加磁场的不确定度受磁场源稳定性、测量设备的精度与可靠性、测量环境等多种因素影响。影响因素评估方法通过实验测量、统计分析以及建立数学模型等方法来评估外加磁场的不确定度。不确定度是指测量结果的变动性或者测量误差的可能范围，包括A类不确定度和B类不确定度。4.2外加磁场的不确定度和均匀性074.3VSM的校准通过校准，可以消除VSM系统本身的误差，提高测量结果的准确度。确保测量准确度校准过程能够检验VSM的各项性能指标是否达到标准要求，从而保证测量结果的可靠性。保证测量可靠性校准可以将VSM的测量结果与国家标准或国际标准联系起来，实现量值的溯源。实现量值溯源4.3VSM的校准084.4温度123随着温度的升高，多丝复合超导材料的磁导率会发生变化，进而影响磁滞损耗的大小。温度影响磁导率温度会影响超导材料内部磁畴的磁化过程，包括磁畴的旋转和畴壁的位移等，从而对磁滞损耗产生影响。温度影响磁化过程在一定的温度范围内，磁滞损耗与温度之间呈现出一定的定量关系，可通过实验测定并应用于实际测量中。温度与磁滞损耗的定量关系4.4温度094.5样品长度保证测量准确性样品长度应足够长，以减小端部效应对测量结果的影响，提高测量准确性。考虑材料特性根据多丝复合超导材料的特性，选择合适的样品长度，以充分反映材料的性能。便于实验操作样品长度还需考虑实验操作的便利性，以及与其他实验设备的兼容性。4.5样品长度030201104.6样品取向和退磁效应样品取向指的是多丝复合超导材料在磁场中的相对方向，包括平行取向、垂直取向等。取向定义不同取向会导致磁通量在超导材料中的分布不同，进而影响磁滞损耗的测量结果。影响原理在实际测量中，应根据具体需求和样品特性选择合适的取向，以获得准确可靠的测量数据。取向选择4.6样品取向和退磁效应114.7归一化体积归一化体积是指将实际测量得到的磁滞损耗体积进行标准化处理，以便进行不同材料或不同条件下的比较。根据标准中给出的公式，通过测量得到的磁滞损耗体积、样品尺寸等参数进行计算，得到归一化体积。定义计算方法4.7归一化体积124.8磁场循环或扫描方式循环磁化在设定的磁场范围内，使磁场从最低值逐渐增加到最高值，然后再逐渐减小回到最低值，形成一个完整的磁场循环。磁滞回线测量通过记录每个磁场循环过程中超导材料的磁化强度变化，绘制出磁滞回线，从而分析磁滞损耗情况。循环次数设定根据实验需求和材料特性，设定合理的磁场循环次数，以获得稳定的磁滞损耗数据。4.8磁场循环或扫描方式135VSM测量方法初始磁化曲线测量通过逐步增加磁场强度，测量样品磁化强度随磁场变化的过程。磁滞回线测绘在达到饱和磁化后，逐步减小磁场强度，记录样品磁化强度的变化，绘制完整的磁滞回线。数据分析通过分析磁滞回线的形状和参数，评估超导材料的磁滞损耗性能。5VSM测量方法145.1总则本标准规定了采用磁强计测量多丝复合超导材料磁滞损耗的方法，适用于科研、生产和质检等领域中对多丝复合超导材料磁滞损耗的测量。标准化对象与范围详细阐述了本标准中使用的术语和定义，包括多丝复合超导材料、磁滞损耗、磁强计等，确保各方对标准内容有统一的理解。术语和定义简要介绍了磁强计测量多丝复合超导材料磁滞损耗的基本原理，为后续的具体操作提供了理论支持。测量原理概述5.1总则155.2VSM测量原理初始磁化曲线通过测量样品在磁场中的磁化过程，得到磁感应强度与磁场强度的关系曲线。磁滞回线测量在交变磁场作用下，测量样品的磁化强度和磁场强度的变化，得到磁滞回线，用于分析材料的磁滞损耗。5.2VSM测量原理165.3VSM样品制备样品处理对选取的样品进行必要的处理，如清洁、干燥等，以确保测量结果的准确性和可靠性。避免污染与损伤在处理过程中，应特别注意避免样品受到污染或损伤，以免影响其超导性能。选取代表性样品根据实验需求和目的，选取具有代表性和典型性的多丝复合超导材料作为测量样品。5.3VSM样品制备175.4VSM测量条件及校准温度稳定性测量过程中，应确保样品温度稳定，以减小温度对测量结果的影响。测量速度合理选择测量速度，以保证测量结果的可靠性与效率。环境磁场控制为确保测量准确度，需对环境磁场进行严格控制，避免外部磁场干扰。5.4VSM测量条件及校准186测试报告完整记录测试过程包括测试时间、地点、人员、设备、方法、步骤等，确保测试的可追溯性和重现性。准确表述测试结果对测试数据进行客观分析，得出明确的结论，避免模糊或误导性的表述。提出改进建议根据测试结果，指出可能存在的问题，并提出针对性的改进建议，为后续的研发和生产提供参考。6测试报告196.1总则标准范围01本标准规定了使用磁强计测量多丝复合超导材料磁滞损耗的方法，包括测量原理、仪器设备、样品制备、测量步骤、数据处理以及测试报告等方面的要求。术语定义02对磁滞损耗、多丝复合超导材料等关键术语进行了明确定义，确保各方对标准内容有统一理解。重要性说明03阐述了磁滞损耗测量在超导材料研发、生产及应用过程中的重要性，有助于提高超导材料的性能评估与质量控制水平。6.1总则206.2有关测试的基本情况6.2有关测试的基本情况磁强计需使用高灵敏度的磁强计，以确保测量结果的准确性。温度控制测试过程中需对环境温度进行严格控制，以消除温度对测量结果的影响。样本准备多丝复合超导材料样本应符合相关标准，且表面应清洁无污染。216.3技术细节校准过程磁强计在使用前需要进行校准，确保测量结果的准确性。校准过程包括零点校准、满度校准以及线性度校准。校准标准器选择具有高精度和稳定性的标准磁场源作为校准标准器，以保证校准的可靠性。校准记录详细记录校准过程中的数据，包括校准时间、标准器参数以及校准结果等，以备后续查阅和追溯。6.3技术细节22附录A(资料性)SQUID测量方法附录A(资料性)SQUID测量方法SQUID测量方法不仅适用于弱磁场测量，还可在较强磁场环境下保持良好的性能。宽广动态范围SQUID（SuperconductingQuantumInterferenceDevice）基于超导量子干涉效应，通过测量磁通量的微小变化来推断磁场强度。超导量子干涉效应由于其独特的工作原理，SQUID具有极高的磁场测量灵敏度，能够检测到非常微弱的磁场信号。高灵敏度23附录B(规范性)本方法推广到一般超导体的测量一般超导体在低温下电阻率急剧下降，需考虑测量时的温度条件。电阻率变化不同超导材料磁滞特性有所差异，需要根据具体材料调整测量参数。磁滞特性了解并确定所测超导体的临界电流密度，以确保测量结果的准确性。临界电流密度附录B(规范性)本方法推广到一般超导体的测量24附录C(资料性)不确定度考虑测量设备误差包括磁强计、电流源、电压表等设备的精度限制和校准误差。测量过程的不稳定性由于测量时间长、操作复杂或设备不稳定等因素导致的测量值波动。环境因素影响如温度、湿度、磁场均匀性等环境参数的变化对测量结果的影响。附录C(资料性)不确定度考虑25参考文献[