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脈沖磁場專用臨界電流測量系統(tǒng)

CryoPulse-BI系統(tǒng)提供了在高磁場和大電流密度下對超導(dǎo)材料的臨界電流的直接測量方法,。這個系統(tǒng)是與英國劍橋大學(xué)的應(yīng)用超導(dǎo)和低溫科學(xué)組合作開發(fā)的,。

通過調(diào)節(jié)時(shí)間，CryoPulse-BI系統(tǒng)能夠產(chǎn)生同步的磁場和電流脈沖,。當(dāng)樣品處于脈沖磁場之中時(shí),，用戶能對超導(dǎo)樣品施加一個可調(diào)節(jié)的電流。通過改變磁場強(qiáng)度,，樣品的電流以及B-I時(shí)間就能夠?qū)Τ瑢?dǎo)樣品的性能進(jìn)行徹底的研究,，得到其臨界電流。樣品測量的過程僅需要點(diǎn)擊幾次鼠標(biāo),，花費(fèi)的時(shí)間非常少,。

樣品在制備和安裝到樣品桿上后，通過專用的密封連接裝置能快速更換樣品桿,。如果想對熟悉的樣品進(jìn)行高精密的測量,，用戶可以選擇自動掃描過程。當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行這種自動掃描過程時(shí),，用戶可以準(zhǔn)備安裝新樣品到樣品桿上，以確保系統(tǒng)高效運(yùn)行,。通過這種方式在脈沖場下測量的伏安特性曲線與比傳統(tǒng)的在直流場中測量的結(jié)果是一致的,。因此，CroPulse-BI系統(tǒng)與傳統(tǒng)的直流臨界電流測量技術(shù)相比,，被認(rèn)為實(shí)驗(yàn)效率更高,、測量功能更強(qiáng)大，運(yùn)行起來也更便宜的新技術(shù),。

　　CryoPulse系統(tǒng)中*昂貴的部分是電容放電電源系統(tǒng),。然而模塊化的設(shè)計(jì)使得它很容易進(jìn)行升級和擴(kuò)展。如果用戶需要將系統(tǒng)升級到更高的磁場,，更大的體積以及更好磁場均勻度,，無需花費(fèi)很多資金，用戶僅需要擴(kuò)展電源的容量,，購買更高的脈沖磁體即可,。(CryoPulse系統(tǒng)可以配各種高場線圈。)而且,，用戶可以考慮使用平頂脈沖磁體,，此時(shí)dB/dT≈0，這樣就能得到一個準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)的磁場,。所以,，CryoPulse系統(tǒng)即可以對超導(dǎo)樣品提供動態(tài)的測量環(huán)境，也可以對超導(dǎo)樣品進(jìn)行靜態(tài)的性能測量,。

CryoPulse-BI系統(tǒng)的特點(diǎn)

　　- 極高的性價(jià)比,，較少的投入就能獲得很高的磁場

　　- 效率很高,，較低的損耗就能獲得很高的電流密度

　　- 緊湊模塊化設(shè)計(jì)便于磁體更換和設(shè)備升級到更高的能量或更高的磁場

　　- 液氦損耗極小，運(yùn)行成本很低

　　- 只要簡單改變實(shí)驗(yàn)參數(shù)就能實(shí)驗(yàn)樣品性能的快速掃描

　　- 僅需要點(diǎn)擊鼠標(biāo)就能選擇0－30T的磁場或0－7kA的電流

　　- 友好的用戶界面,，方便用戶操作

　　- 快速樣品更換：直接插入樣品桿即可測量

　　- 高度可重復(fù),，測量精度好

　　- 可以選擇不同的測量方式：電流垂直于磁場或電流平行于磁場

　　- 可以研究樣品的動態(tài)和靜態(tài)性能（寬平頂脈沖磁場或dB/dt掃描）

系統(tǒng)組成部分（圖1）

　　1、 標(biāo)準(zhǔn)CDM-M電容放電脈沖磁體電源系統(tǒng),，圖中的部件1,。

　　2、 變溫系統(tǒng)（4K或77K）,，如圖中的部件2,。

　　3、 液氮冷卻脈沖磁體,，在圖中的部件2內(nèi),。

　　4、通常從頂部安裝的樣品桿,，如圖中的部件3,。

　　5、 數(shù)據(jù)采集及信號處理系統(tǒng),，如圖中的部件4,。

　　6、標(biāo)準(zhǔn)的CDM-C電容房地電源系統(tǒng)（2kJ）,，用于對樣品提供脈沖電流,，如圖中的部件5。

圖1,、CryoPulse-BI系統(tǒng)的構(gòu)成

部分測量結(jié)果（見圖2和圖3）

　　CryoPulse-BI系統(tǒng)能夠用于測量低溫超導(dǎo)體（NbTi和Nb₃Sn）和高溫超導(dǎo)材料（BSCCO帶材）的性質(zhì),。

圖2、當(dāng)測量如圖所示的伏安特性曲線時(shí),，曲線的斜率跟實(shí)驗(yàn)中的峰值電流相關(guān),，這是由于NbTi和銅基體之間的分流增強(qiáng)了。

圖3,、下圖中顯示了用兩種方法測量的臨界電流,，**測量到了11T。在磁場垂直于電流時(shí),，CryoPulse-BI系統(tǒng)測量的結(jié)果與傳統(tǒng)的DC測量結(jié)果是一致的,。