力學性能測量 REBCO二代高溫超導帶材（鍍銅帶）橫向脫層強度測試方法

ICS17.100

CCSH21

中華人民共和國國家標準

GB/TXXXXX—XXXX

`

力學性能測量

REBCO二代高溫超導帶材（鍍銅帶）橫向脫

層強度測試方法

Mechanicalpropertiesmeasurement-Transversedelaminationstrengthtestfor

(copper-plated)REBCOsecondgenerationhightemperaturesuperconductingwires

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（征求意見稿）

（本草案完成時間：2022.12.04）

在提交反饋意見時，請將您知道的相關(guān)專利連同支持性文件一并附上。

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施

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引言

REBCO（RE指Y,Gd，Dy等稀土元素）二代高溫超導帶材相比低溫超導線具有更高的不可逆磁場和高

場下優(yōu)異的載流能力，跟一代高溫超導線相比成本更低，使用溫度范圍更寬，在超導磁體、超導電纜和

超導電機等領(lǐng)域具有重要的應用前景，已成為未來超導材料發(fā)展的主要方向[1]。

REBCO二代高溫超導帶材是一個典型的多層材料，主要由銅穩(wěn)定層、銀層、超導層（REBCO）、緩沖

層和基底層構(gòu)成，其中超導層和緩沖層為陶瓷材料，其它層為金屬或合金材料。超導帶在應用過程中由

于電磁力和熱應力的作用會出現(xiàn)層間脫層現(xiàn)象。大量的實驗發(fā)現(xiàn)，脫層已成為REBCO二代高溫超導帶材

主要破壞形式，且一旦發(fā)生脫層，會對超導裝置的運行帶來安全隱患[2,3]。因此，對REBCO二代高溫超

導帶材的脫層強度研究具有重要的科學意義和工程應用背景。

對于REBCO二代高溫超導帶材脫層強度的研究，主要有以下幾種方法[4-9]：1，剝離測試（Peeling

test）。這種方法的優(yōu)點是測試數(shù)據(jù)較為集中，離散性比較小，缺點是測試結(jié)果受穩(wěn)定層塑性變形能量

損耗的影響較大、常掩蓋其真實界面性能，測試結(jié)果會受到剝離角度的影響，不能直接給出材料脫層強

度且與超導裝置中帶材真實的受力情況差別較大。2，針拉測試（Pin-pulltensiletest）。該方法的

優(yōu)點在于方便且易于實現(xiàn)常溫及低溫測試，主要缺點包括測試面積小只能反映材料某一小區(qū)域的脫層強

度、焊接區(qū)域邊緣穩(wěn)定層的塑性變形也對實驗結(jié)果存在較大影響。3，砧拉測試（Anviltensiletest）。

這種方法的優(yōu)點在于操作方便且易于實現(xiàn)常、低溫測試，且工況最接近超導裝置中帶材的真實受力特性，

是目前國內(nèi)外應用最廣泛的一種脫層強度的測試方法。4，三點彎拉伸（Threepointsbendingtest），

該方法主要用來測試橫向拉伸強度，但是整個過程受到非均勻應力分布的影響。5，四點彎測試（Four

pointsbendingtest），主要測試超導層（REBCO層）的斷裂韌性，難以直接給出脫層強度。

綜上所述，砧拉法原理簡單、方便易行，測試中帶材受力情形最接近服役工況。另外，在REBCO二

代高溫超導帶材中，由于超導層和緩沖層均為陶瓷材料，其斷裂韌性低于金屬層，砧拉實驗測試中脫層

破壞通常發(fā)生在這兩層材料中，導致REBCO二代高溫超導帶材脫層強度數(shù)據(jù)離散性很大，難以對材料制

備和工程設(shè)計提供指導性建議。

本文件采用砧拉法對REBCO二代高溫超導帶材（鍍銅帶）常溫和液氮溫度下的脫層強度進行測試，

并采用三參數(shù)Weibull分布數(shù)據(jù)分析方法[6]對脫層強度的實驗數(shù)據(jù)進行處理。

IV

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力學性能測量

REBCO二代高溫超導帶材（鍍銅帶）橫向脫層強度測試方法

1范圍

本文件規(guī)定了REBCO二代高溫超導帶材室溫以及液氮溫度下橫向脫層強度的測試及數(shù)據(jù)處理方法。

本文件適用于REBCO二代高溫超導鍍銅帶材，單側(cè)銅層厚度范圍為5m-20m。

本文件不適用于采用不銹鋼或其他金屬進行加強（也稱包套）后的REBCO高溫超導帶材，或外表面

經(jīng)過涂覆/包裹絕緣材料的REBCO帶材。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T2900.100-2017電工術(shù)語超導電性

GB/T13634-2019金屬材料單軸試驗機檢驗用標準測力儀的校準

GB/T16825.1-2008靜力單軸試驗機的檢驗第1部分:拉力和（或）壓力試驗機測力系統(tǒng)的檢驗與

校準

GB/T34987-2017威布爾分析國家標準

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

砧頭anvil

橫向脫層強度試驗中連接帶材表面與夾頭的部件，與帶材接觸面積為矩形。

注：成功的橫向拉伸試驗要求帶材在接觸面積內(nèi)完全脫開。

橫向拉伸應力transversetensilestrength

橫向脫層強度試驗期間任一時刻的拉力除以接觸面積之商。

脫層強度delaminationstrength

d

加載直至試樣發(fā)生破壞時的測試拉力所對應的橫向拉伸應力。

威布爾分布Weibulldistribution

一種常用的連續(xù)型分布，其中三參數(shù)分布函數(shù)用公式（1）描述：

F(x;α,β,γ)=1?exp{?[(???)/?]?}···············································(1)

1

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式中：F(x;α,β,γ)為累計失效概率，x為自變量，?為比例參數(shù)，β為形狀參數(shù)，γ為位置參數(shù)。

注：當某對象適合最弱鏈模型（材料在某一外加應力水平下發(fā)生斷裂的概率將取決于各個固有裂紋所在的局部微小

區(qū)域內(nèi)裂紋發(fā)生失穩(wěn)擴展的概率）時，此對象的斷裂或破壞服從Weibull分布。

4原理

試驗是用錫焊將帶材水平焊接在上下砧頭之間，通過材料試驗機拉伸上下砧頭，使帶材承受橫向拉

伸應力作用直至發(fā)生破壞。

5裝置

試驗機

試驗機符合GB/T16825.1-2008。標定工作應符合GB/T13634-2019。應使用可提供恒定橫梁移動速

率的拉伸機控制系統(tǒng)。

拉伸夾具

應具有能與試驗機和砧頭有效地連接的結(jié)構(gòu)，可對砧頭施加拉力，并且應具有足夠的強度和剛度，

保證脫層強度測試過程中夾具不發(fā)生破壞和大變形。室溫到低溫的溫度變化中拉伸夾具的變形應不大于

0.1‰（見A.2）。

砧頭

上下砧頭均需使用與待測樣品表面銅層相同（或相近熱膨脹系數(shù)）的無氧銅材料制作（見A.3）。

應具有能與夾具有效地連接且施加垂直載荷的結(jié)構(gòu)，可方便垂直焊接于帶材表面（見A.4）。

焊接夾具

焊接夾具應方便砧頭和測試樣品安裝,且夾具應可在加熱臺上進行加熱焊接。需保證焊接完成后上

砧頭垂直于樣品表面（見A.5）。

焊接加熱臺

焊接加熱臺為可控溫加熱臺（150℃<T<300℃,控溫精度0.1℃），可實現(xiàn)對焊接夾具以及樣品整

體進行持續(xù)恒溫加熱。

6試樣制備

測試樣品取樣

從同一根帶材截取下至少16個樣品進行脫層強度測試。對于長線帶材，應不包含其兩端1m以內(nèi)的

樣品。

測試樣品尺寸

室溫下測量，樣品長度應大于或等于3.5cm。

2

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液氮溫度下測量，樣品長度應大于或等于3.5cm。

砧頭尺寸選擇

所選砧頭寬度應等于樣品寬度。砧頭長度應等于8mm。

砧頭打磨清洗

用砂紙（300目-400目）對砧頭表面進行打磨，去除表面氧化層，增大表面粗糙度，保證焊錫與樣

品和砧頭間有良好的浸潤性。打磨中應注意不破壞砧頭上下表面的平行度。隨后用酒精對砧頭及樣品表

面進行清洗。

砧頭與試樣焊接

6.5.1涂抹焊錫

將焊錫（本文件推薦使用美國ALPHA?CVP-52042Sn/57.6Bi/0.4Ag焊錫）均勻地涂抹在砧頭

及帶材表面，安裝于焊接夾具中后剔除掉多余的焊錫。為保證不破壞超導帶材的性能，焊錫的焊接溫度

不應超過250℃，焊錫的選擇參見附錄A.6。

6.5.2加熱焊接

開啟加熱臺，待樣品溫度升高至170℃后，開始焊接，待焊接完成（焊錫完全熔化,過程為5分鐘）

后關(guān)閉加熱臺，樣品自然冷卻至室溫。焊接溫度詳見附錄A.6。

7測試條件

試樣夾持

焊接完成的待測試樣品（砧頭樣品連接體）安裝在試驗機拉伸夾具中，安裝過程應保證加載方向垂

直于樣品表面，且不施加預應力。

液氮降溫

如在液氮溫度下測量，為避免對樣品引入額外的熱應力，裝滿液氮的液氮槽應通過電機控制以不大

于10cm/min的速度緩慢上升，浸沒后整個夾裝結(jié)構(gòu)冷卻用時不小于10min，待夾裝結(jié)構(gòu)和樣品完全冷

卻并穩(wěn)定后，方可開始測量。

測量過程中應隨時監(jiān)測液氮溫度，如溫度升高應及時補充液氮。液氮溫度測量值應伴隨脫層強度數(shù)

值在測試報告中給出。

測試速度

采用位移加載模式，加載速率應為準靜態(tài)加載，推薦加載速率為0.1mm/min。

測試

橫梁位移速率設(shè)定為規(guī)定值后，運行拉伸機。將來自材料試驗機的位移和載荷傳感器的數(shù)據(jù)分別繪

制在橫、縱坐標上，如圖1所示。在操作過程中，注意不應向試樣引入不必要的其他作用力。持續(xù)加載

直至試樣發(fā)生破壞。記錄最大橫向拉力值。

3

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圖1拉力-位移曲線

說明：A點為最大橫向拉力，在A點之前樣品不會發(fā)生破壞，當?shù)竭_A點之后橫向拉力突然下降，此

時樣品發(fā)生脫層破壞。

試驗測試完成之后應注意觀察樣品，在焊接區(qū)域內(nèi)有焊錫脫落，或帶材存在沒有脫開的區(qū)域的情形，

則該組測試結(jié)果不能做為脫層強度有效測試結(jié)果。

重復測試

按照7.1到7.4規(guī)定的步驟對其余樣品依次測試并記錄最大橫向拉應力數(shù)值。

注：進行Weibull統(tǒng)計需要至少16次有效測試結(jié)果。

8結(jié)果計算及統(tǒng)計分析

脫層強度

最大橫向拉力除以砧頭和帶材接觸面積之商得到各試樣的脫層強度值。

脫層強度平均值

測試得到的所有試樣脫層強度的均值。

脫層強度標準偏差

測試得到的所有試樣脫層強度值的標準偏差。

99%可靠度許可橫向拉伸應力

將測試脫層強度數(shù)據(jù)由小到大排列，形成數(shù)列i，其中i從1取到n，n是測試樣品數(shù)（n=16）。

4

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應用公式（1）對數(shù)列進行擬合得到參數(shù)、、，具體擬合過程見附錄B.4。

根據(jù)擬合結(jié)果繪制可靠度R()曲線，其中R()=1?F()（見3.4）。以99%可靠度為判據(jù)，根

據(jù)公式（2）得到相應帶材的許可橫向拉伸應力值。

1

1?

σ=α[??()]+?································································(2)

99%

9不確定度

根據(jù)脫層強度的定義，測量的不確定度主要來源于載荷傳感器力的示值和焊接面積的測量。應使用

合成標準不確定度不大于0.5%的載荷傳感器，合成標準不確定度不大于0.5%的游標卡尺。除非特殊約定，

載荷傳感器應在280K-310K的溫度范圍內(nèi)工作。以1198.745N的橫向拉伸載荷為例，計算得到的脫層

強度單次不確定為1.175MPa。

注：本文件給出的不確定度，為對應載荷的單次不確定度，如用于實際設(shè)計，應當進行更為細致的考慮，詳見附錄

C。

注：對于本標準推薦的Weibull數(shù)據(jù)處理方法，可參見：威布爾分析國家標準，編號為：GB/T34987-2017。

10測試報告

試樣

試樣參數(shù)應包括：

——帶材制造商；

——分類和/或標識；

——批號；

——超導層制備方式；

——樣品的橫截面尺寸（包括各層厚度和樣品寬度）；

——焊錫型號；

——焊接溫度（焊接方法）。

結(jié)果

實驗結(jié)果應包括：

——脫層強度測試結(jié)果；

——脫層強度均值；

——脫層強度標準偏差：

——Weibull分布函數(shù)曲線；

——可靠度函數(shù)曲線；

——99%可靠度許可橫向拉伸應力值。

測試條件

實驗條件應包括：

——橫梁位移速率；

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——砧頭尺寸；

——測試溫度。

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附錄A

（資料性）

嚴重影響脫層強度測試結(jié)果的各種因素

A.1總則

本附錄給出了嚴重影響脫層強度測試結(jié)果的各種因素的參考信息，以及使用本文件的注意事項。

A.2拉伸夾具

拉伸夾具應具有能與試驗機和砧頭有效地連接的結(jié)構(gòu)，見圖A.1，可對砧頭施加拉力，并且應具有

足夠的強度和剛度，保證脫層強度測試過程中夾具不發(fā)生破壞和大變形。室溫到低溫的溫度轉(zhuǎn)變中拉伸

夾具的變形應不大于0.1‰，因此，推薦使用G10玻璃鋼材料制備（實驗測得溫度轉(zhuǎn)變引起的變形小于

0.1‰）。

單位為毫米

圖A.1拉伸夾具

A.3砧頭

砧頭推薦采用與待測樣品表面Cu穩(wěn)定層材料熱膨脹系數(shù)相同或接近的無氧銅（OFHC）材料制備，以

降低上下砧頭與測試樣品的熱失配對測試結(jié)果帶來的影響。對于上下砧頭，結(jié)構(gòu)上要方便與樣品進行焊

接，同時要確保脫層強度測量過程中拉伸機載荷垂直施加于樣品表面，推薦使用的上、下砧頭，如圖A.2

和圖A.3所示。

單位為毫米

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圖A.2上砧頭

單位為毫米

圖A.3下砧頭

A.4垂直焊接

在樣品與上下砧頭焊接時，如果上砧頭存在非垂直方向的自由度，見示意圖A.4，在脫層強度測試

過程中，會導致砧頭兩側(cè)產(chǎn)生彎矩，脫層過程中存在側(cè)向劈裂，引起脫層強度下降，影響結(jié)果的可靠性。

因此，焊接時推薦使用焊接夾具進行輔助，確保垂直焊接，焊接夾具見附錄A.5。

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圖A.4非垂直焊接

A.5焊接夾具

本文件推薦使用垂直焊接夾具，見圖A.5。該夾具主要分為上定位板、下底面板、頂桿和套管四個

部分。上定位板與下底面板之間通過游標卡尺嚴格定位，確保上定位板保持與下底面板平行，即確保上

定位板套管的軸向完全垂直于上定位板和下底面板。另外，在上定位板的套管上開孔洞，頂桿上開豎槽，

螺絲在豎槽內(nèi)，限制夾具水平方向轉(zhuǎn)動，使得套管內(nèi)的頂桿只有垂直方向的自由度。頂桿與上砧頭通過

螺絲固定在一起，這樣上砧頭僅具有垂直方向自由度。焊接夾具的下定位板和下砧頭有相應的同軸對齊

刻線，可以確保同軸度。最后在頂桿上端施加一2MPa以內(nèi)的壓力[6]，避免在焊接過程中，由于焊錫的

熔化引起帶材與砧頭之間出現(xiàn)松動。焊接夾具使得最終焊接的砧頭與樣品保持垂直。

單位為毫米

圖A.5焊接夾具

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A.6焊接材料、焊接溫度選擇

對于電鍍銅層不含（或者含有較少）光亮劑的待測樣品，推薦使用美國ALPHA?CVP-52042Sn/57.6

Bi/0.4Ag焊錫為焊接材料，加熱時間為5分鐘，焊接溫度為170℃。

對于電鍍銅層含有光亮劑的待測樣品推薦使用日本SenjuM705Sn-3.0Ag-0.5Cu錫作為焊接材料，

加熱時間為5分鐘，焊接溫度為230℃。

注：在推薦溫度下進行焊接一般情況下不會對樣品造成損傷，見文獻[6,10,11]。

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附錄B

（資料性）

脫層強度Weibull分布處理方法及可靠度

B.1概述

已有的大量實驗結(jié)果表明，REBCO二代高溫超導帶材的脫層強度測試結(jié)果具有較大離散性，其標準

偏差值通常為平均值的1/4-1/2，因此傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方式不能完全反映這種材料的破壞特征。本文件

推薦使用被廣泛應用于陶瓷等脆性材料力學性能表征和概率分析的三參數(shù)Weibull分布對測試結(jié)果進行

分析。

B.2三參數(shù)Weibull分布函數(shù)

三參數(shù)的Weibull分布函數(shù)見公式（1）,式中：為比例參數(shù)，描述了脫層強度的分散性，其值越

大表明脫層強度離散性更大;為形狀參數(shù)，其物理意義為描述了破壞的模式（在1-20之間為統(tǒng)一破壞

模式）；為位置參數(shù)，為脫層強度的最小閾值，是脫層強度的下限。

B.3可靠度函數(shù)

通常，隨機過程的可靠度等于1與累計失效概率的差，由公式（1）可以得到Weibull分布可靠度函

數(shù)為：

R(?)=exp{?[(???)/?]?}·····················································(B.1)

由測試所得實驗數(shù)據(jù)擬合得到的Weibull分布三個參數(shù)，唯一地確定了樣品的橫向拉伸應力—可靠

度函數(shù)，從而定量地描述了橫向拉伸應力與材料可靠性的關(guān)系。例如在給定99%可靠度情況下，根據(jù)可

靠度函數(shù)曲線可知相應材料的許用橫向拉伸應力。該橫向拉應力既可以作為結(jié)構(gòu)工程設(shè)計中的關(guān)鍵參數(shù)，

又對材料的制備具有指導意義。

B.4數(shù)據(jù)處理過程

將公式（1）變形為：

exp{?[(???)/?]?}=1?F(?;?,?,?)··········································(B.2)

對公式（B.2）兩邊取兩次對數(shù)可得：

1

lnln[]=???(???)????(?)·········································(B.3)

1??(?;?,?,?)

函數(shù)F(?;?,?,?)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)由勒讓德中位矢[6]得到:

??0.3

F(?;?,?,?)=······························································(B.4)

?+0.4

式中：n是樣本容量，即一組實驗測試的樣品數(shù)量，i從1取到n，xi是測試得到的一組脫層強度

由小到大排列。最后利用最小二乘法擬合得到分布函數(shù)的三個參數(shù)，擬合優(yōu)度不低于95%。

B.5樣本容量

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從統(tǒng)計學上說，由有限容量的樣本估計母體的分布參數(shù)總存在一定的誤差，樣本容量越大估計值與

真實值之間的偏差就越小。在實際的測試過程中，如果不能給出一個容量足夠大的統(tǒng)計樣本，由這種統(tǒng)

計方法得到的Weibull參數(shù)值與真實值之間會存在很大的偏差。但是，本文件推薦的測試方法屬于破壞

性的實驗，大量的測試會顯著增加實驗成本。根據(jù)實驗驗證，對于砧頭寬度等于樣品寬度的試驗方式，

最優(yōu)的樣品容量為9[12]。

對同一根帶材截取下來的25個樣品短樣進行脫層強度測試，分別對8至25個樣品容量得到的測試數(shù)

據(jù)進行Weibull分布統(tǒng)計，不同樣本容量得到不同的Weibull參數(shù),這些參數(shù)分別唯一地確定了可靠度函

數(shù)，也就是每個樣本容量分別對應一個可靠度函數(shù)，隨著樣本容量的增加，可靠度函數(shù)逐漸收斂，最終

趨于穩(wěn)定。對于實際工程應用來說可以以99%可靠度為判據(jù)得到相應的橫向拉伸應力（見表B.1），這個

橫向拉伸應力可視為許用應力，是材料生產(chǎn)廠商和用戶最為關(guān)心的。

以25個樣品容量得到的材料許用應力為接近真值的參考值10.55MPa，根據(jù)表B.1可以看出，以其5%

誤差范圍來確定測試所需樣本容量，最優(yōu)的樣品容量為9。

對于面向工程設(shè)計的測量，根據(jù)文獻[7,13]的計算方法，推薦采用不低于16個樣本的測試結(jié)果進行

分析，見表B.1。

表B.1樣本容量

樣品容量8910111213141516

橫向拉應力

10.0110.110.5710.4310.4710.4410.3210.310.23

（MPa）

樣品容量171819202122232425

橫向拉應力

10.1210.0510.1910.4110.5110.4910.610.5810.55

（MPa）

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附錄C

（資料性）

不確定度范例

C.1脫層強度不確定度

脫層強度的標準不確定度的估算可按照以下方法進行。確定脫層強度是三個變量的函數(shù)

σ=f(?,?,?)····································································(C.1)

每個變量有其特定的不確定度貢獻。公式為

?

σ=··········································································(C.2)

?×?

式中：

σ——脫層強度，單位為兆帕（MPa）;

a——砧頭寬度，單位為毫米（mm）;

b——砧頭長度，單位為毫米（mm）。

公式（C.2）的合成標準不確定度為

??2??2??2

?=√()?2+()?2+()?2···········································(C.3)

???1??2??3

式中：??(?=1,2,3)為每個變量的合成不確定度，其估算辦法在C.2給出，偏微分項成為靈敏度系

數(shù)。靈敏度系數(shù)在每一個導數(shù)中代替試驗值可按照公式（C.4）-公式（C.6）計算：

對于c1：

??1

?=()=······························································(C.4)

1???×??×?

對于c2：

???

?=()=·····························································(C.5)

2???×??2×?

對于c3：

???

?=()=·····························································(C.6)

3???×??×?2

使用上述靈敏度系數(shù)，合成標準不確定度uc最終由公式（C.7）給出：

222222

??=√(?1)×(?1)+(?2)×(?2)+(?3)×(?3)······························(C.7)

式中：每個靈敏度系數(shù)的平方乘公式（C.2）中給出的各個變量的標準不確定度的平方。

C.2每個變量的合成標準不確定度

公式（C.7）中標準不確定度ui是力（F），砧頭寬度（a）和砧頭長度（b）的合成標準不確定度。

在本章中，每個合成標準不確定度按照可獲得的數(shù)據(jù)估算。

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力（F）的合成標準不確定度是由A類和B類統(tǒng)計分布組成。通常，力由商用載荷傳感器

（GB/7551-2008）測量。然而，大多數(shù)載荷傳感器生產(chǎn)商并不會在他們的規(guī)范中給出不確定度的信息。

因此，在確定合成標準不確定u1之前應首先轉(zhuǎn)化為標準不確定度。典型地這些生產(chǎn)商規(guī)范應視為誤差

矩形分布的極限。矩形分布的標準不確定度為該極限除以3。

獲得表B.1測量結(jié)果的載荷傳感器的信息見表C.1

表C.1相應生產(chǎn)廠商數(shù)據(jù)單中的載荷傳感器規(guī)范

載荷傳感器量程零點溫度系數(shù)靈敏度溫度系數(shù)30min蠕變

NS/（%/K）S/（%/K）S/%

100000.0020.0020.03

按照此規(guī)范，合成之前數(shù)據(jù)應轉(zhuǎn)化為標準不確定度值。這些數(shù)據(jù)按照B類不確定度處理。認為10℃

~30℃（?T=20℃）溫度范圍內(nèi)允許試驗室條件。

變量如下：

零點的溫度系數(shù)：TCoefZero=(0.00220%)

靈敏度溫度系數(shù)：TCoefZero=(0.00220%)

30min蠕變：Tcreep=0.03%

公式（C.8）規(guī)定了加載測量并包含了表C.1中的三個誤差源：

?1=??+?????????+?????????+??????·········································(C.8)

式中：

??為加載真值。

規(guī)范的百分數(shù)基于從應力—應變曲線上獲得測量值F=1198.745N轉(zhuǎn)化為加載單元。試驗結(jié)果轉(zhuǎn)化為

標準不確定度，假設(shè)為矩形分布，所以載荷傳感器的合成標準不確定度為：

222

?????????×??????????×???????×?

?=√()+()+()·······························(C.9)

1√3√3√3

uN1=0.44

需要特別說明的是這里的力指的是垂直于樣品表面的橫向拉力。在樣品與上下砧頭焊接時，如果上

砧頭傾斜，不垂直于樣品表面，在脫層強度測試過程中會存在平行樣品表面的分量，砧頭兩側(cè)存在彎矩，

則脫層過程中存在側(cè)向劈裂，引起脫層強度測試較低，影響結(jié)果的可靠性。非垂直焊接會對于脫層強度

測試的不確定度評定產(chǎn)生影響，但是無法定量描述上砧頭非垂直焊接對測試結(jié)果的影響。

表C.2和C.3匯總了砧頭寬度和砧頭長度的不確定度計算。這些計算與前面力的闡述相似。

表C.2砧頭寬度測量不確定度

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A類高斯分布/mm矩形分布半寬/mm

用千分尺n次重復測量，s為

砧頭寬度/mm標準差按照生產(chǎn)商數(shù)據(jù)最大允許誤

差為0.2mm

usAn=/

udBw=/3

uA=0.02/3

4.030.01150.1155

22

umm2=+=(0.01150.01150.116)()

表C.3砧頭長度測量不確定度

A類高斯分布/mm矩形分布半寬/mm

用千分尺n次重復測量，s為

砧頭長度/mm標準差按照生產(chǎn)商數(shù)據(jù)最大允許誤

差為

usn=/

A

uA=0.02/3

8.130.01150.1155

22

umm3=+=(0.01150.01150.116)()

最終合成標準不確定度為：

222222

??=√(?1)×(?1)+(?2)×(?2)+(?3)×(?3)

12?2?2

=√()×?2+()×?2+()×?2································(C.10)

?×?1?2×?2?×?23

=1.175MPa

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參考文獻

[1]C.Barth,G.Mondonico,andC.Senatore,Electro-mechanicalpropertiesofREBCOcoated

conductorsfromvariousindustrialmanufacturersat77K,self-fieldand4.2K,19T,

SuperconductorScience&Technology,28(2015):045011.

[2]H.Miyazaki,S.Iwai,T.Tosaka,K.Tasaki,andY.Ishii,Degradation-FreeImpregnated

YBCOPancakeCoilsbyDecreasingRadialStressintheWindingsandMethodforEvaluating

DelaminationStrengthofYBCO-CoatedConductors,IEEETransactionsonApplied

Superconductivity,24(2014):1-5.

[3]H.Miyazaki,S.Iwai,T.Tosaka,K.Tasaki,andY.Ishii,DelaminationStrengthsof

DifferentTypesofREBCO-CoatedConductorsandMethodforReducingRadialThermalStresses

ofImpregnatedREBCOPancakeCoils,IEEETransactionsonAppliedSuperconductivity,

25(2015):1-5.

[4]Y.Zhang,D.W.Hazelton,A.R.Knoll,J.M.Duval,P.Brownsey,S.Repnoy,S.Soloveichik,

A.Sundaram,R.B.McClure,andG.Majkic,AdhesionstrengthstudyofIBAD–MOCVD-based2GHTS

wireusingapeeltest,PhysicaCSuperconductivity&ItsApplications,473(2012):41-47.

[5]G.Majkic,E.Galstyan,Y.Zhang,andV.Selvamanickam,Investigationofdelamination

mechanismsinIBAD-MOCVDREBCOcoatedconductors,IEEETransactionsonApplied

Superconductivity,23.3(2013):6600205.

[6]X.-Y.Zhang,C.Sun,C.Liu,andY.-H.Zhou,Astandardizedmeasurementmethodanddata

analysisforthedelaminationstrengthsofYBCOCoatedConductors,SuperconductorScienceand

Technology,33.3(2020):035005.

[7]H.S.ShinandA.Gorospe,Characterizationoftransversetensilestressresponseof

criticalcurrentanddelaminationbehaviourinGdBCOcoatedconductortapesbyanviltest,

SuperconductorScience&Technology,27(2014):2-3.

[8]P.Jin,J.Liu,J.Liu,L.Li,andQ.Wang,Bending–PeelingMethodtoMeasureInterface

StrengthofYBCOTape,IEEETransactionsonAppliedSuperconductivity,28.99(2017):1-1.

[9]N.Sakai,S.Lee,N.Chikumoto,T.Izumi,andK.Tanabe,DelaminationbehaviorofGd123

coatedconductorfabricatedbyPLD,PhysicaC:SuperconductivityAndItsApplications,

471(2011):1075-1079.

[10]L.Wei,X.Zhang,J.Zhou,andY.Zhou,DelaminationStrengthoftheSolderedJoint

inYBCOCoatedConductorsandItsEnhancement,IEEETransactionsonAppliedSuperconductivity,

25(2015):1-9.

[11]K.BaeumlandS.Grossmann,InvestigationsonDifferentJoiningTechniquesRegarding

ElectricalJointswithNormalConductingMaterialandYBCOCoatedConductors,IEEE

TransactionsonAppliedSuperconductivity,26.3(2016):1-5.

[12]CeSun,CongLiu,XingyiZhang,YouheZhou,Samplecapacityandanvilsizeeffects

forastandardizedmethodtodeterminethedelaminationstrengthof2GHTScoatedconductors,

PhysicaC:SuperconductivityAndItsApplications,588(2021):1353929.

[13]龔江宏.陶瓷材料斷裂力學[M].清華大學出版社,2001.

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目次

前言................................................................................III

引言.................................................................................IV

1范圍...............................................................................1

2規(guī)范性引用文件.....................................................................1

3術(shù)語和定義.........................................................................1

4原理...............................................................................2

5裝置...............................................................................2

試驗機.........................................................................2

拉伸夾具.......................................................................2

砧頭...........................................................................2

焊接夾具.......................................................................2

焊接加熱臺.....................................................................2

6試樣制備...........................................................................2

測試樣品取樣...................................................................2

測試樣品尺寸...................................................................2

砧頭尺寸選擇...................................................................3

砧頭打磨清洗...................................................................3

砧頭與試樣焊接.................................................................3

6.5.1涂抹焊錫...................................................................3

6.5.2加熱焊接...................................................................3

7測試條件...........................................................................3

試樣夾持.......................................................................3

液氮降溫.......................................................................3

測試速度.......................................................................3

測試...........................................................................3

重復測試.......................................................................4

8結(jié)果計算及統(tǒng)計分析.................................................................4

脫層強度.......................................................................4

脫層強度平均值.................................................................4

脫層強度標準偏差...............................................................4

99%可靠度許可橫向拉伸應力......................................................4

9不確定度...........................................................................5

10測試報告..........................................................................5

試樣..........................................................................5

結(jié)果..........................................................................5

I

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測試條件......................................................................5

附錄A（資料性）嚴重影響脫層強度測試結(jié)果的各種因素...................................7

A.1總則...........................................................................7

A.2拉伸夾具.......................................................................7

A.3砧頭...........................................................................7

A.4垂直焊接.......................................................................8

A.5焊接夾具.......................................................................9

A.6焊接材料、焊接溫度選擇........................................................10

附錄B（資料性）脫層強度Weibull分布處理方法及可靠度................................11

B.1概述..........................................................................11

B.2