一种WIC镶嵌线铜比测量的方法
阅读：329发布：2020-05-12
专利汇可以提供一种WIC镶嵌线铜比测量的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了超导材料性能测量技术领域的一种WIC镶嵌线 铜 比测量的方法，包括样品，所述样品包括铜 槽线 和圆芯线，所述铜槽线包裹在所述圆芯线的外表面，还包括以下所述步骤：样品称重处理，剥离铜槽线和圆芯线，圆芯线脱铜 腐蚀 ，圆芯线的清洁和干燥，称重铜比计算和误差处理，本发明简便易掌握，缩短了测量周期， 硝酸 利用率高，测量 精度 明显优于 现有技术 ，且减少环境污染，可重复性好，可操作性强，一般工人经过简单培训就能掌握，提高了产品性能检测的效率，节省了硝酸的使用量，保护环境。，下面是一种WIC镶嵌线铜比测量的方法专利的具体信息内容。
1.一种WIC镶嵌线铜比测量的方法，包括样品，所述样品包括铜槽线和圆芯线，所述铜槽线包裹在所述圆芯线的外表面，其特征在于：还包括以下所述步骤：
步骤一、样品称重处理：将样品取得测量铜比所需尺寸，用有机溶剂擦拭表面，保证清洁，待样品干燥后，再称重得到样品重量MW；
步骤二、剥离铜槽线和圆芯线：将称完重量的样品，铜槽线与圆芯线用物理方法进行剥离；
步骤三、圆芯线脱铜腐蚀：将样品分离后得到的圆芯线浸入体积比40％～60％的硝酸溶液中，直至内部芯丝完全分散开，无粘结；
步骤四、圆芯线的清洁和干燥：将腐蚀完的样品取出，用流动水反复冲洗，再以酒精脱水；
步骤五、称重铜比计算，将烘干的样品取出，进行称重，得到芯丝重量MNb-Ti，再用密度法测量出其铜比，其中铜密度符号为ρCu，芯丝密度符号为ρNbTi；
步骤六、误差处理，取上述相同规格和大小的样品，进行重复上述步骤，测取铜超比平均值。
2.如权利要求1所述的一种WIC镶嵌线铜比测量的方法，其特征在于，所述步骤一样品的取样长度至少为150mm。
3.如权利要求1所述的一种WIC镶嵌线铜比测量的方法，其特征在于，所述步骤二物理方法剥离是用裁剪工具沿铜槽线与圆芯线镶嵌的方向将其剪开，再用剥离工具将铜槽线与圆芯线分离，得到圆芯线待腐蚀。
4.如权利要求3所述的一种WIC镶嵌线铜比测量的方法，其特征在于，所述步骤二优选斜口钳为裁剪工具对铜槽线进行裁剪工作，并且优选尖嘴钳作为剥离工具，将铜槽线从圆芯线表面分离，取出圆芯线。
5.如权利要求1所述的一种WIC镶嵌线铜比测量的方法，其特征在于，所述步骤四酒精脱水后样品用烘箱烘干。
一种WIC镶嵌线铜比测量的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及超导材料性能测量技术领域，具体为一种WIC镶嵌线铜比测量的方法。
背景技术
[0002] 以NbTi和Nb3Sn为代表低温超导线材是目前应用最广泛的超导体。在核磁共振成像仪(MRI)、核磁共振谱仪(NMR)、大型粒子加速器及超导储能系统(SMES)，磁约束核聚变装置(Tokamak)等多个领域有着极其广泛的应用。
[0003] 而今，随着国内低温超导线材大规模生产的展开，线材种类增加，面向的客户群也在日益增大。WIC镶嵌线的产量也日益加大，其铜比性能的测试也必须加快效率。铜比是线材铜与超导部分的体积比，目前采用通过化学腐蚀铜区的前后样品重量计算铜超比，由于WIC镶嵌线的结构特殊由铜槽线和圆芯线镶嵌而成，有着尺寸大、铜比大的特征，在测量铜比过程中很耗时耗力,需要对镶嵌线上的铜槽线内的铜通过硝酸进行全部腐蚀，才能够得到完整的圆芯线，腐蚀后的铜料无法再次重复使用，同时较多的铜料相对需要的硝酸使用量较大，反应周期较长，而且精准度较低。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种WIC镶嵌线铜比测量的方法，以解决上述背景技术中提出的现有的采用密度法测量WIC镶嵌线腐蚀时间长、测量效率慢、硝酸利用率低等的问题。本发明提供一种WIC镶嵌线铜比测量过程简单、有效、精确、且可重复性好的测量方法。
[0005] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种WIC镶嵌线铜比测量的方法，包括样品，所述样品包括铜槽线和圆芯线，所述铜槽线包裹在所述圆芯线的外表面，还包括以下所述步骤：
[0007] 步骤二、剥离铜槽线和圆芯线：将称完重量的样品，铜槽线与圆芯线用物理方法进行剥离；
[0008] 步骤三、圆芯线脱铜腐蚀：将样品分离后得到的圆芯线浸入体积比40％～60％的硝酸溶液中，直至内部芯丝完全分散开，无粘结；
[0009] 步骤四、圆芯线的清洁和干燥：将腐蚀完的样品取出，用流动水反复冲洗，再以酒精脱水；
[0010] 步骤五、称重铜比计算，将烘干的样品取出，进行称重，得到芯丝重量MNb-Ti，再用密度法测量出其铜比，其中铜密度符号为ρCu，芯丝密度符号为ρNbTi；
[0011] 步骤六、误差处理，取上述相同规格和大小的样品，进行重复上述步骤，测取铜超比平均值。
[0012] 本发明步骤一样品的取样长度至少为150mm。
[0013] 本发明步骤二物理方法剥离优选用裁剪工具沿铜槽线与圆芯线镶嵌的方向将其剪开，再用剥离工具将铜槽线与圆芯线分离，得到圆芯线待腐蚀。
[0014] 本发明步骤二优选斜口钳为裁剪工具对铜槽线进行裁剪工作，并且优选尖嘴钳作为剥离工具，将铜槽线从圆芯线表面分离，取出圆芯线。
[0015] 本发明步骤四酒精脱水后样品优选用烘箱烘干。
[0016] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0017] 1、此方法通过利用工具实现对WIC镶嵌线上铜槽线与圆芯线用物理方法进行剥离，可以有效的减少硝酸与铜之间的反应量，缩短腐蚀时间，便于实现少量硝酸直接作用于剥离后的圆芯线表面，可实现快速腐蚀掉圆芯线表面附着的残余铜，相比现有技术具有很强的创造性特点；
[0018] 2、此方法适用于所有尺寸的WIC镶嵌线，只要其结构是由铜槽线和圆芯线进行镶嵌而成即可用此方法进行测量铜比；
[0019] 3、此方法简便易掌握，缩短了测量周期，硝酸利用率高，测量精度明显优于现有技术，且减少环境污染，可重复性好；
[0021] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022] 图1为本发明表1中750mm和随意长度样品铜比差值对比数据分析图；
[0023] 图2为本发明表2中750mm和150mm长度样品铜比差值对比数据分析图。
具体实施方式
[0024] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0025] 实施例1
[0026] 请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种WIC镶嵌线铜比测量的方法，包括样品，所述样品包括铜槽线和圆芯线，所述铜槽线包裹在所述圆芯线的外表面，还包括以下所述步骤：
[0027] 步骤一、样品称重处理，将样品取得测量铜比所需尺寸，用有机溶剂擦拭表面，保证清洁，待样品干燥后，再称重得到样品重量Mw，其中所述样品的取样长度至少为150mm，且其精度优于0.01；
[0028] 步骤二、剥离铜槽线和圆芯线，将称完重量的样品，铜槽线与圆芯线用物理方法进行剥离，用裁剪工具沿铜槽线与圆芯线镶嵌的方向将其剪开，再用剥离工具将铜槽线与圆芯线分离，得到圆芯线待腐蚀；
[0029] 步骤三、圆芯线脱铜腐蚀，将样品分离后得到的圆芯线浸入体积比40％～60％的硝酸溶液中，直至内部芯丝完全分散开，无粘结；
[0030] 步骤四、圆芯线的清洁和干燥，将腐蚀完的样品取出，用流动水反复冲洗，再以酒精脱水，并且样品用烘箱烘干；
[0031] 步骤五、称重铜比计算，将烘干的样品取出，进行称重，得到芯丝重量MNb-Ti，再用密度法测量出其铜比，其中铜密度符号为ρCu，芯丝密度符号为ρNbTi；
[0032] 步骤六、误差处理，取上述相同规格和大小的样品，进行重复上述步骤，测取铜超比平均值。
[0033] 需要说明的是，在进行WIC镶嵌线铜比测量前，通过利用刻度尺等测量工具对样品进行长度尺寸测量，优选取样长度至少为150mm，并在进行WIC镶嵌线铜比测量时，通过利用优选为酒精的有机溶剂对样品表面进行擦拭工作，可以便于将样品表面的影响实验结果的锈斑等物质去除，并且可以起到很好的干燥作用；
[0034] 进一步的，优选斜口钳为裁剪工具对铜槽线进行裁剪工作，并且优选尖嘴钳作为剥离工具，将铜槽线从圆芯线表面分离，取出圆芯线，此时的圆芯线表面仍然会存在较为少量的铜；
[0035] 需要解释的是，通过利用工具将铜槽线从圆芯线表面取出分离的实施方式，可以在利用硝酸作用于剥离铜槽线后的圆芯线，可以便于减少硝酸在对圆芯线表面进行化学侵蚀时，所需要的与圆芯线表面的剩余铜反应的硝酸用量，而且因为需要和硝酸反应的铜量的减少，还能进一步的减少圆芯线表面附着铜和硝酸之间的反应时间；
[0036] 更进一步的，为了提高化学反应结束后，圆芯线表面的洁净度，避免残留在圆芯线表面的硝酸和铜之间反应后的产物影响称重结果，将圆芯线通过利用流动水进行冲洗工作；
[0037] 并且通过利用流动水在进行清洗工作时，可以便于将圆芯线表面的反应产物快速冲洗干净，若是通过利用一般的例如水盆等方式进行浸泡清洗时，很容易导致圆芯线表面的反应产物继续残留在圆芯线的表面；
[0039] 同时，在烘干结束后，将圆芯线取出并测量重量，并且和之前测得的样品原始重量利用密度法铜超比计算公式：
[0040]
[0041] 即可简单准确的测量出WIC镶嵌线铜比；
[0042] 需要解释的是，公式中示出的Mw为样品原始重量；MNb-Ti为圆芯线通过脱铜烘干后的重量；ρCu为所测量样品铜的密度，且为已知值；ρNbTi为圆芯线的密度，且为已知值；
[0043] 并且，为了提高测得数据的准确性以及减少单组检测所带来的实验误差，可以通过多组取样的方式，测得多组检测数据，并将检测数据通过取平均值的方式，获得较为准确的测量结果。
[0044] 实施例2
[0045] 本发明公开的一种可行性实验为，以WIC镶嵌线尺寸2.286×1.524的样品测量铜比为例：
[0046] ①制样称重
[0047] 将WIC镶嵌线样品取得要求铜比测量所需长度为750mm的待测样品，将其表面用酒精擦拭干净，称重得到样品重量Mw＝21.5996；
[0048] ②剥离铜槽线和圆芯线
[0049] 将称完重量的样品，铜槽线与圆芯线用物理方法进行剥离，用斜口钳沿铜槽线与圆芯线镶嵌的方向将其剪开，再用尖嘴钳将铜槽线与圆芯线分离，得到圆芯线待腐蚀；
[0050] ③腐蚀
[0051] 将样品分离后得到的圆芯线浸入体积比40％～60％的硝酸溶液中，直至内部芯丝完全分散开，无粘结。
[0052] ④清洗与干燥
[0053] 将腐蚀完的样品取出，用流动水反复冲洗，再以酒精脱水。样品可用烘箱烘干。
[0054] ⑤称重计算
[0055] 将烘干的样品取出，进行称重，得到芯丝重量MNb-Ti＝1.3212，再用密度法测量出其铜比，公式
[0056]
[0057] 已知铜密度ρCu＝8.93，芯丝密度ρNbTi＝6.06，计算得到铜比为10.416。线材设计铜比为9.5～11.5之间。实测值在范围之内。
[0058] 实施例3
[0059] 本发明公开的一种有效性证明为：取一根WIC镶嵌线尺寸2.286×1.524的样品截成四段，四个操作人员(A、B、C、D)按照第二部分步骤进行测量，证明它可重复性与精度，结果如表1所示；
[0060] 表1：四个操作人员平行测定铜比结果对比表
[0061]
[0062] 其中，测量结果的相对标准不确定度小于0.3％，可重复性好，满足要求。
[0063] 实施例4
[0064] 本发明公开的一种实例具体演示为：保证测量结果准确，此方法所需最短样品尺寸的确定，取用WIC镶嵌线尺寸2.286×1.524的样品，设计铜比在9.5～11.5之间，具体如下：
[0065] 实验①：WIC镶嵌线尺寸2.286×1.524的样品30根，分别取出750mm和随意长度样品。用第二部分与第三部分方法进行测量，得到铜比数据对比如表2所示；
[0066] 表2：750mm和随意长度样品铜比差值对比数据表
[0067]
[0068]
[0069] 其中，通过将上述表2中的数据整理成如图1的折现点图，通过750mm和随意长度样品的铜比对比以及它们之间的铜比差值在折现点图中的分布状态，可以有效证明在取样长度大于150mm时，用此方法进行测量所得的铜比结果和取样750mm时，几乎相同(精度优于0.01)；
[0070] 实验②：WIC镶嵌线尺寸2.286×1.524的样品30根，分别取出750mm和150mm长度样品。使用本发明的铜比测量方法，得到铜比数据对比如表3所示；
[0071] 表3：750mm和150mm长度样品铜比差值对比数据表图
[0072]
[0073]
[0074] 其中，通过将上述表3中得到的数据通过整理成如图2的折现点图，通过取样长度为150mm和750mm的铜比对比，并通过铜比差值折现点图，可以有效的证明了取样长度150mm与750mm进行铜比测量，铜比结果几乎相同，即可证明在不需定长取样测量铜比时，取样长度大于150mm测量铜比即可得到高精度数据(精度优于0.01)；
[0075] 进而，可以确切的说明进行此方法需要取样长度大于150mm测量铜比，可提高铜比测量的精确度数据，且其精度优于0.01，进而确定了此种方式在进行检测铜超比时，样品所需要达到的长度范围。
[0076] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
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