超导材料磁悬浮力测量

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1、实验名称：超导材料磁悬浮力测量一、实验目的1、了解超导体的基本特性。2、掌握磁浮力的测量方法。二、实验原理:完全抗磁性和零电阻效应一样是超导材料的主要特征之一。当一个超导体处于外磁场屮时,由于抗磁性和磁通钉扎效应的作用，在超导体内部将感应出屏蔽电流，又由于零电阻效应所致,屏蔽电流儿乎不随时间衰减。在超导体内持续流动的屏蔽电流产生的磁场与外磁场发生和互作用，从而产生超导磁悬浮现象。以超导磁悬浮现象为基础的超导磁悬浮技术在能源（飞轮储能）、交通（磁浮车）、机械工业（无摩擦轴承）等诸多领域具冇潜在的应用价值。磁浮力是超导材料在磁悬浮技术上应用的重要参数。磁浮力随悬浮间隙的变化一

2、方面取决于超导材料白身的性质，另一方面取决于磁场的强度和分布以及温度等测量条件。口从荷兰科学家海伊克•凯米林・昂纳斯于1911年首次发现超导现彖以来，科学家们对低温超导体和高温超导体的研究己取得了辉煌的成就。超导体主要有两个基本特性，即：①零电阻性或完全导电性；②完全抗磁性。因此，它在科研、生产的各个领域都冇着广泛的应用。总体来说可分为两人类：一类是用于强电，用超导体制成大尺度的超导器件，如超导磁铁、电机、电缆等，用于发电、输电、贮能和交通运输等方而。另一类是用于弱电，用超导体制成小尺度的器件，如超导量了干涉器件（简称SQVID）和制成计算机的逻辑元件，用于精密仪器仪表、

3、计算机等方面。四、实验内容和步骤：.1）零场冷实验步骤1、打开测试仪电源开关，预热5分钟。2、用螺丝将样品固定在试样架屮心；3、按K3键使压力数值归零；4、顺时针摇动手柄使磁体下行至样品附近，调整磁体位置使其与样品对中，至压力显示在10〜20牛顿Z间，然后按K7键将位移清零。5、逆时针摇动手柄使磁体上行至35mm以上；6、向低温容器中注入液氮，使样品在没有外磁场作用的条件下冷却至液氮温度。保持液氮面略高于样品上表面（测试过程中因液氮蒸发液面下降时，可随时添加液氮），再次按K3键进行压力清零。7、执行c:cdjcccdjc.exe运行测试软件。出现如下界面8、选择参数设

4、定，进入下而的界而。按测试仪而板上K2键联机，此时可以在计算机屏幕上看到压力与位移数值。M"■"■■4IM!■■■当前压力值:000.ON、”1前位移值：00().0mm•WS■■■■1***出J臼・WWir9、填写样品编号、尺寸、冷却方式和磁铁尺寸及表面磁场，数据是否存盘、采样周期（＞100ms）等。10、点击工具栏的压力-位移测试图。进入以下界面。11、填写最人压力、最小压力和位移量程和纵坐标位證以确定坐标轴。12、点击“开始绘图”框选择绘制Illi线，数据被记录在数据库屮，然后顺时针摇动手柄使磁体下行接近超导样品，接触后逆时针摇动手柄使磁体上行至35mm以上，点击“

5、停止绘图”。根据需要，可点击右卜-角的“存贮”，将测试图存盘。如果用记录仪或绘图仪绘制测试曲线，则在测试前连接好测量仪与记录仪。测试仪后面板上的信号输出接口用于连接记录仪或绘图仪，其中1（绿线，位移负）、2（红线，位移正），3（蓝线，压力负）、4（黄线，压力正）。后面板旋钮为电位补偿，可以将输出电压调整在记录仪量程范围内。13、点击工具栏屮的“数据库”，可将数据库另外起名保存，并清空测试数据库。默认的数据库存贮格式为“EXCEL”格式。14、重复测量时必须等待液氮完全蒸发（或松螺丝将样品从样品架上取出），使样品整体升温至90K以上（转变为正常态），使冻结在样品中的磁场退掉

6、。注意，直接用水冲或热风吹快速升温会使样品产牛裂纹，导致性能明显卜•降。15、实验结束后关闭测试仪电源，并将样品取出擦干后保存在干燥皿中。2）场冷实验步骤1、打开测试仪电源开关，预热5分钟。2、用螺丝将样品固定在试样架中心；3、按K3键使压力数值归零；4、顺时针摇动手柄使磁体下行至样品附近，调整磁体位宜使其与样品对屮，至压力显示在10~20牛顿Z间，然后按K7键将位移清零。5、逆时针摇动手柄使磁体上行至1~lOmmZ间任意位置。6、向低温容器屮注入液氮，使样品在有外磁场作川的条件下冷却至液氮温度（尽量避免磁体浸泡在液氮屮），再次按K3键进行压力清零。7、执彳亍c:cdj

7、cccdjc.exe运行测试软件。出现如下界面超导盛浮力测量糸统4ue<••

8、W?*CW8、选择参数设定，进入卜•面的界面。按测试仪面板上K2键联机，此时可以在计算机屏幕上看到压力与位移数值。9、填写样品编号、尺寸、冷却方式和磁铁尺寸及表血磁场，数据是否存盘、采样周期(>100ms)等。10、点击工具栏的压力-位移测试图。进入以下界血。11、填写最大压力、最小压力和位移虽程和纵坐标位置以确定坐标轴。12、点击“开始绘图”框选择绘制Illi线，顺时针摇动手柄使磁体下行或逆时针摇动手柄使磁体上行(只测吸引力)，数据被记录