脉冲磁场专用临界电流测量系统

脉冲磁场专用临界电流测量系统

CryoPulse-BI系统提供了在高磁场和大电流密度下对超导材料的临界电流的直接测量方法。这个系统是与英国剑桥大学的应用超导和低温科学组合作开发的。

通过调节时间，CryoPulse-BI系统能够产生同步的磁场和电流脉冲。当样品处于脉冲磁场之中时，用户能对超导样品施加一个可调节的电流。通过改变磁场强度，样品的电流以及B-I时间就能够对超导样品的性能进行彻底的研究，得到其临界电流。样品测量的过程仅需要点击几次鼠标，花费的时间非常少。

样品在制备和安装到样品杆上后，通过专用的密封连接装置能快速更换样品杆。如果想对熟悉的样品进行高精密的测量，用户可以选择自动扫描过程。当系统进行这种自动扫描过程时，用户可以准备安装新样品到样品杆上，以确保系统高效运行。通过这种方式在脉冲场下测量的伏安特性曲线与比传统的在直流场中测量的结果是一致的。因此，CroPulse-BI系统与传统的直流临界电流测量技术相比，被认为实验效率更高、测量功能更强大，运行起来也更便宜的新技术。

　　CryoPulse系统中昂贵的部分是电容放电电源系统。然而模块化的设计使得它很容易进行升和扩展。如果用户需要将系统升到更高的磁场，更大的体积以及更好磁场均匀度，无需花费很多资金，用户仅需要扩展电源的容量，购买更高的脉冲磁体即可。(CryoPulse系统可以配各种高场线圈。)而且，用户可以考虑使用平脉冲磁体，此时dB/dT≈0，这样就能得到一个准稳态的磁场。所以，CryoPulse系统即可以对超导样品提供动态的测量环境，也可以对超导样品进行静态的性能测量。

CryoPulse-BI系统的特点

　　-  高的性价比，较少的投入就能获得很高的磁场

　　-  效率很高，较低的损耗就能获得很高的电流密度

　　-  紧凑模块化设计便于磁体更换和设备升到更高的能量或更高的磁场

　　-  液氦损耗小，运行成本很低

　　-  只要简单改变实验参数就能实验样品性能的快速扫描

　　-  仅需要点击鼠标就能选择0－30T的磁场或0－7kA的电流

　　-  友好的用户界面，方便用户操作

　　-  快速样品更换：直接插入样品杆即可测量

　　-  高度可重复，测量精度好

　　-  可以选择不同的测量方式：电流垂直于磁场或电流平行于磁场

　　-  可以研究样品的动态和静态性能（宽平脉冲磁场或dB/dt扫描） 

系统组成部分（图1）

　　1、 标准CDM-M电容放电脉冲磁体电源系统，图中的部件1。

　　2、 变温系统（4K或77K），如图中的部件2。

　　3、 液氮冷却脉冲磁体，在图中的部件2内。

　　4、通常从部安装的样品杆，如图中的部件3。

　　5、 数据采集及信号处理系统，如图中的部件4。

　　6、标准的CDM-C电容房地电源系统（2kJ），用于对样品提供脉冲电流，如图中的部件5。

图1、CryoPulse-BI系统的构成

部分测量结果（见图2和图3）

　　CryoPulse-BI系统能够用于测量低温超导体（NbTi和Nb₃Sn）和高温超导材料（BSCCO带材）的性质。

图2、当测量如图所示的伏安特性曲线时，曲线的斜率跟实验中的峰值电流相关，这是由于NbTi和铜基体之间的分流增强了。

图3、下图中显示了用两种方法测量的临界电流，高测量到了11T。在磁场垂直于电流时，CryoPulse-BI系统测量的结果与传统的DC测量结果是一致的。