ICS77.040.99 H 21
GP
中华人民共和国国家标准
GB/T31522—2015/IEC61788-12:2013
基体与超导体体积比测试
Nb3Sn复合超导线铜与非铜体积比
Matrixto superconductorvolume ratio measurement-
Copper to non-copper volume ratio of Nb Sn composite superconducting wires
(IEC 61788-12:2013,Superconductivity—Part 12:Matrix to superconductor
volume ratio measurement-Copper to non-copper volume ratio of
Nb3 Sn composite superconducting wires,IDT)
2015-12-01实施
2015-05-15发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会 发布 GB/T 31522—2015/IEC61788-12:2013
目 次
II IV
前言引言 1 范围 2 规范性引用文件 3 术语与定义 4 原理 5 装置 6 测量步骤
6.1 样品制备 6.2 测量 6.3 第二个样品的测试过程 6.4 纸张质量结果的计算测试方法的不确定度测试报告 9.1 铜与非铜体积比报告 9.2测试样品的标识附录A（规范性附录） 测量 图像处理法附录B（规范性附录) 测量 铜质量法附录C(规范性附录) 求积仪测量法附录D（资料性附录） 样品的抛光方法附录E（资料性附录） Nb3Sn成相热处理前后铜与非铜体积比的差异附录F（资料性附录） 复印时纸张质量偏差附录G（资料性附录） Cu/NbSn线材横截面附录H（资料性附录） 不确定度考虑· 附录I(资料性附录) NbSn复合超导线铜与非铜体积比测试方法的不确定度评定参考文献
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8 9
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10 11 12 16 ..21
..
......
I GB/T31522—2015/IEC61788-12:2013
前言
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准使用翻译法等同采用IEC61788-12:2013(Ed.2.0)《超导电性 ：第12部分：基体与超导体体
积比测试NbsSn复合超导线铜与非铜体积比》。
与本标准中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下：
GB/T13811—2003电工术语超导电性(IEC60050-815：2000，MOD)； GB/T22587一2008基体与超导体体积比测量Cu/Nb-Ti复合超导体铜-超［体积］比的测量(IEC61788-5：2000,MOD)。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由中国科学院提出。 本标准由全国超导标准化技术委员会（SAC/TC265)归口。 本标准起草单位：西部超导材料科技股份有限公司、中国科学院物理研究所、西北有色金属研究院、
北京有色金属研究总院。
本标准主要起草人：张科、冯冉、刘宜平、熊晓梅、郑明辉、王大友。
Ⅲ GB/T 31522—2015/IEC61788-12:2013
引 言
铜与非铜体积比是表征超导线两个重要特性参量，即临界电流密度和线材稳定性的一个重要参数本标准规范了铜为稳定材料的多芯NbsSn复合超导线（以下称为Cu/Nb:Sn线材）铜与非铜体积比的测试方法。
根据稳定材料布局不同，Cu/NbaSn线材可以划分成四类（见附录G）：外稳定型、内稳定型、分散稳定型、环绕稳定型。本标准规定的测试方法适用于各种加工工艺制成的外稳定型或内稳定型线材。
这些测试方法包括纸张称重法、图像处理法等，如：纸张称重法，此方法需要将线材截面照片描在描图纸或复印在纸上，再将不同部分剪开并称重。 图像处理法，此方法采用软件对线材截面照片进行分析。 铜质量法，此方法采用硝酸溶解去除样品的铜只剩下非铜部分，测量样品的质量和非铜部分质量。 内稳定型Cu/NbsSn线材与铜基Nb-Ti线不同，它不适合应用铜质量法，因为它的内部结构会妨
碍铜的溶解和去除。
本标准正文所涉及的是最常用的纸张称重法。Cu/NbsSn线材适用的其他方法，图像处理法和铜质量法分别在附录A与附录B中介绍，附录C中介绍了求积仪法，附录D则介绍了一种抛光方法的实例。
IV GB/T31522—2015/IEC 61788-12:2013
基体与超导体体积比测试 Nb3Sn复合超导线铜与非铜体积比
1范围
本标准规定了Cu/NbsSn线材铜与非铜体积比的测试方法。 本标准适用于横截面积为0.1mm～3.0mm，铜与非铜体积比大于或等于0.1的Nb:Sn复合超
导线。本标准对芯丝直径不作要求，但不适用于Sn、Cu-Sn合金、阻隔层材料或是其他非铜部分弥散在铜基体中的超导线材，也不适用于稳定材料分散的超导线材。另外，铜与非铜体积比的测量在Nb3Sn 成相热处理前或后均可以进行(参见附录E)。
本标准的Cu/NbsSn线材具有圆形或矩形截面的一体化结构。 尽管不确定度有所增加，本标准测试方法对横截面积和铜与非铜体积比超出本标准规定范围的
Cu/NbgSn线材也适用。
经过适当修正，本标准给出的测试方法可应用于其他复合超导线材。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单)适用于本文件。
IEC60050-815国际电工术语第815部分：超导电性（Internationalelectrotechnical vocabulary—Part 815:Superconductivity)
IEC61788-5超导电性第5部分：基体与超导体体积比测量Cu/Nb-Ti复合超导体铜-超[体积比的测量（SuperconductivityPart5：Matrixto superconductorvolumeratiomeasurement- Copper to superconductor volume ratio of Cu/Nb-Ticomposite superconductors)
3术语和定义
IEC60050-815界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
铜与非铜体积比 tcopperto non-copper volume ratio Cu/NbSn线材的铜与非铜体积比定义为线材稳定材料铜区与线材非铜区的体积比。
4原理
本标准采用的方法原理描述如下：用金相显微镜拍摄一张线材试样的抛光截面照片，并在描图纸上描绘或使用复印机复印。然后按区剪开并测量不同部分质量，进而计算出铜与非铜体积比。
5装置
测试所需装置包括：
1 GB/T 31522—2015/IEC 61788-12:2013
金相显微镜；一显微照相机；一抛光机；
-
一
天平；天平的不确定度等于或优于士0.1mg；一剪刀或裁纸刀。
-
6测量步骤 6.1样品制备 6.1.1总则
对NbsSn成相热处理前或后的Cu/NbsSn线材进行取样。从同一根Cu/NbsSn线材截取两个样品进行测量。
注：在测量热处理前的内锡法NbSn线材时应注意区分作为稳定材料的铜与其他部分的铜。 6.1.2步骤 6.1.2.1镶样
两个样品一起镶样然后抛光。为了方便在金相显微镜下观察，应采用一种合适的树脂材料镶样。 在镶样时尽量保证样品的截面与抛光面平行。 6.1.2.2抛光
样品用砂纸打磨并用研磨剂抛光。磨样过程中可用显微镜观察抛光情况，特别是铜与非铜区边界以及样品外边界。如果截面仍残留研磨剂造成的划痕就应重新打磨抛光。附录D详细介绍了一种抛
光方法。 6.1.2.3清洗与烘干
完成抛光的样品应依次用流动水、蒸馏水、丙酮或者酒精进行清洗，要确保洗涤溶剂不会溶解镶样用的树脂材料。如果必要可用超声波清洗机进行清洗。清洗过后应用冷或热空气吹干样品以防止表面氧化或变色。 6.2测量 6.2.1截面照片
使用金相显微照相机拍摄黑白或者彩色的截面照片（截面照片可数字化后选用图像处理法，见附录A)。
应选择适当的放大倍率，以保证整个截面都在照片范围内。应选择景深大的显微照相机进行拍摄，以保证铜与非铜区边界和样品外边界的清晰。 6.2.2转印
截面图像应被印在描图纸上以便分离铜与非铜部分。 也可选择用复印机复印截面图像。调节复印机放大倍率，把图像复印在一张纸上，大小以方便剪切
工作为宜。如果采用复印机复印，应确定缩放比，控制复制的扭曲度在土1%以内（见附录F)。
2 GB/T31522—2015/IEC61788-12:2013
6.2.3剪裁
可用剪刀或者裁纸刀来分离描图纸或复印图像的铜与非铜部分。 6.2.4纸张质量测量
纸张样品应测量两次。 铜与非铜区纸张称重的合成标准不确定度应不超过0.1mg。每个部分应测量两次，记录两次测量
的平均值。
测量过程注意防潮。如果天平读数持续跳动，应把样品放置在测量室内停留10min左右后再进行测量。 6.3 3第二个样品的测试过程
第二个纸张样品质量测量同样按6.2的要求操作。
6.4纸张质量
铜区纸张质量（Mca）与非铜区纸张质量（Mnan）应取按6.2和6.3得到测量值的平均值。
结果的计算
7
对于每次按6.2和6.3进行的测量，铜与非铜体积比可由不同部分纸张质量之比率计算得到，表述为 Mca/Mnon o
结果保留两位小数。
测试方法的不确定度
8
本方法不确定度受以下几个方面影响：打磨时样品的垂直度，转印不准确度，复印机的扭曲度，剪裁时的准确度。本方法的相对合成标准不确定度应不超过2.5%（包含因子k=1)，见I.1。
9测试报告
9.1铜与非铜体积比报告
测试报告应包含以下信息： a）每个样品的铜与非铜体积比； b) 圆线的线径或者矩形截面的尺寸； c) 线材是否经过Nb3Sn成相热处理；如有可能，测试报告中还应包含以下信息： d) 制造方法； e) 铜基体的布局： f) 截面照片； g) 测量条件及相关信息； h) 原始测量数据； i) 测量设备信息。
3 GB/T31522—2015/IEC61788-12:2013
9.2 测试样品的标识
如有可能，测试样品的标识应给出以下信息： a) 样品制造商名称； b) 标识号； c) 坏锭号。