超导材料

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超导材料范文第1篇

关键词：综合物性测量系统 应变片 低温 超导带材

中图分类号：O348 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）03（c）-0105-02

美国Quantum Design公司的综合物性测量系统（Physics Property Measurement System，PPMS）提供了一个可以完美控制的低温和强磁场（1.9～300K，0～9T）平台，对于绝大多数常规实验项目，PPMS已经设计好了全自动的测量软件、具有标准测量功能以硬件，如电阻率、磁阻、微分电阻、霍尔系数、伏安特性、临界电流、磁滞回线、比热、热磁曲线、热电效应、塞贝克系数和热导率等等。这些测量方法的可靠性和便捷性在过去的十几年中已经得到世界科学界的认可。

应变是材料和结构设计中一个非常重要的物理参数，超导材料易脆的材料特性和极端的应用条件决定了应变测量在其实际应用中的必要性。现在常规环境下应变测量设备及方法已经发展的极为成熟并得到了广泛的应用，但对于极端条件（如低温、强磁场环境）下的应变测量目前尚欠缺一个令人满意地解决方案，现有的如中子衍射等方案设备昂贵，难以做到普及应用。尤其是目前超导材料相关领域蓬勃发展，其应用的极端条件对应变测量的要求更加迫切。用应变计进行应变测量是非常成熟的测量方法，可以满足在各种复杂环境下（如高、低温、高速旋转、强磁场等环境）的测量要求，并且具有较好的稳定性和令人满意的测量精度。利用应变计测量方法配合PPMS的良好兼容性可以很好地实现应变的简易测量，具有经济适用的特点。

本文通过整合PPMS和应变计的特点，实现了材料在低温、强磁场背景下的应变测量。文中针对低温对应变片的影响在该仪器环境下做了标定，并得出了应变片在该条件下温度补偿[1-3]的统计规律。

1 实验方法及原理

本实验选用中航电测公司生产的卡玛箔式应变片，为适应在PPMS较小的样品腔中测量，我们选用的应变片型号为：BB（BAB）300-1AA-W250（11），灵敏度系数为K=1.87±1%，敏感栅尺寸为：1.1×1.0 mm。贴片胶水采用环氧树脂。

因为应变片小而薄，便于贴在结构材料上，当材料因温度改变而产生应变时，贴在其上的应变片也随之而产生应变，进而应变片的电阻发生变化，则材料应变ε可以表示为：

ε=ΔL/L=ΔR/（K×R） （1）

其中，L为材料初始的长度，ΔL为材料长度的变化，R为应变片的初始电阻，ΔR为应变片电阻的变化，文中设定初始状态为温度为293 K时的状态。

实验中，我们利用综合物性测量系统提供的可以完美控制的低温强磁场环境，以应变片作为传感器，通过直流电桥放大信号，经过数字万用表测量并由电脑采集和处理数据，实现了低温的极端条件下应变的测量。

利用以上方法，我们使用传统的1/2桥进行测量。如图1所示，选取一已知应变参数的参照样品接于电桥AB间，待测样品接于电桥BC间。测试前，先调节电桥平衡使数字万用表显示值为0 mV，测量过程中，通过PPMS程序控制温度以3 K/min的速度从300 K降到10 K以消除残余应力影响，保温10 min使系统达到一个稳定状态，然后以1 K/min的速度升温到300 K，选取升温时的数据为有效数据。则我们可由下式得到待测样品应变为：

ε=[εref×（1-2Vr）]/（1+2Vr）-4Vr/[K×（1+2Vr）] （2）

其中，Vr=Vout/Vin，Vout为数字万用表测得的输出电压，Vin为直流电桥输入电压，εref为参照样品的应变参数。

在实际测量中，应变片的电阻不仅是应变的函数，也是温度的函数。以上方法虽然可以有效地回避了温度对应变片的影响而直接可得到我们所需的结果，但测量时必须同时在PPMS的样品托上接一参照样品，而我们知道，样品托可以同时接三个样品，采取以上方法则每次只能测量一个样品。为使设备资源得到有效利用，我们对以上方法进行了改进，使用1/4电桥，样品接于BC间，则相应的应变公式为：

ε=-4Vr/[K×（1+2Vr）]-εT （3）

其中，Vr=Vout/Vin，Vout为数字万用表测得的输出电压，Vin为直流电桥输入电压，εT为温度对应变片的影响。

即我们只需对系统进行标定，测出温度对应变片的影响，得到温度补偿参数就可实现同时进行三个样品的应变测量。（如图1）

经过大量试验，我们发现测得温度补偿数据后通过公式（3）得到的应变数据与常规方法通过公式（2）得出的数据具有同样的可靠性。然后，我们充分考虑到实用性，对实验进行了进一步的简化，得到了一套直接利用PPMS原有配件的应变测量方法。

由公式（1）可知，我们可以直接通过应变片随温度的电阻改变数据得到材料应变数据，而PPMS原有的基于四引线法的直流电阻测量配件就可实现这一功能。

这是一种全新的测量思路，其测量方法极为简单快捷，理论上只需对选用的应变片进行温度补偿参数标定后就可使用。在这里，材料应变满足关系式：

εm=ε+εT=（RT-R293）/（K×R293） （4）

其中，εm为测得的应变，ε为材料的实际应变，εT为温度引起的干扰信号，RT为应变片在温度T时的电阻，R293为温度为293K时的初始电阻。

此外，由文献可知温度对应变片的灵敏度系数也有一定的影响，研究表明应变片的灵敏系数在4.2 K时比300K时高5%[4]，这一项可根据下式修正：

KT=[1+（T-300）/（4.2-300）×5%]×Kref（5）

其中，KT为温度T时应变片的灵敏系数，Kref为300 K时应变片的灵敏系数。

下面，我们对式（4）提出的方法进行详细的介绍，主要包括测量系统的标定，得出相应的应变片温度补偿参数的具体实施方法，并进行该方法的可行性分析。

2 测量系统的标定

实验中，我们选取铁、铜两种材料对测量系统进行了温度补偿参数的标定，以消除温度引起的干扰，并将最后结果与其他测量方法得到的公认的参考数据进行对比以验证本实验方法的可靠性。选取铁、铜这两种材料主要考虑其常见且廉价，他们的标准应变数据也经过多次验证，可直接在美国国家标准局数据[5]中查得。

我们将铁、铜样品同时测量，以消除仪器环境及测量误差。由（4）式可得，铜的实际应变值可由以下式得出：

ε（Cu）=εm（Cu）-εm（Fe）+ε（Fe） （6）

根据上式我们得出铜的应变-温度曲线，该曲线与标准参考数据曲线如图2所示。由图中我们可以看出，该方法测得的数据与标准数据大致相符，计算得误差为±5%，满足实验测量精度要求。（如图2）

我们在此实验的基础上，分别用两种材料进行了多次重复测量，然后根据式（4），用直接测得的应变减去标准参考值，得出了温度对应变信号的影响，其结果如图3中曲线e，f所示。图中可看出，温度干扰信号曲线基本重合，这一结果进一步表明了测量方法的可靠性。由于单次测量的偶然性具有较大误差，根据统计规律，我们对多种材料样品多次测量的温度干扰产生的应变数据进行统计平均，得到了最终的该应变片对温度干扰信号补偿曲线。在进一步的实验中，数据处理时我们运用直接测得的应变数据减去这一统计温度补偿数据得出应变-温度曲线，如图4所示，与图2进行对比可看出数据曲线误差进一步减小，这说明这一统计平均一定程度上消除了单次测量的偶然误差。（如图3图4）

3 在超导材料应变测量的应用

为了进一步评价该系统的应用性能，我们应用该系统使用这一极其简易的方法对Bi2223（Ag包套）高温超导体带材样品进行了相应的应变测量。此Bi2223（Ag包套）高温超导体带材样品来源于美国超导公司（AMSC），其应变-温度曲线如图5所示，其应变数据与Yamada小组报导的数据[7]相符。这一结果表明该系统可以应用于超导体应变的测量。

4 结论

本实验采用国产应变片和广泛应用的综合物性测量系统较好的实现了低温条件下材料应变性能的测量，并通过不断的实验改进，为超导材料的应变性能提供了一种经济又简单的测量方法，易于推广使用。

参考文献

[1]尹福炎.电阻应变片的温度自补偿及其它[J].衡器，2009，38（9）：40-45.

超导材料范文第2篇

用料：米饭、鸡蛋、火腿肉、虾仁、青豆、胡萝卜、玉米粒、葱末、绍酒、盐、胡椒粉。

步骤：

1、火腿切成略小于青豆的方丁。鸡蛋打入碗内，加盐、葱末搅打均匀；

2、炒锅上火烧热，放入油，放入鸡蛋滑散；

3、放入、青豆、葱末、胡萝卜、玉米翻炒均匀；

4、加入火腿粒炒匀烹入少许绍酒；

5、加入虾仁炒匀加少许盐、胡椒粉调味；

超导材料范文第3篇

机械加工相关的行业正在获得进步，这种趋势下的加工刀具也日益在改进。相比于常用刀具，超硬材质制作成的新式刀具体现出更强的综合性优势，因而更适用于较大范围的冷加工。针对机械切削及日常的高速加工，超硬刀具都表现出优良的适用性[1]。由此可见，超硬刀具更有助于改进综合的冷加工质量，这种基础上也便利了各流程的冷加工操作。针对较难加工的某些原材，超硬性的刀具还可解决冷加工中的难题，在根本上提升了冷加工的成效性。

一、 超硬刀具的特性

在加工刀具领域内，超硬刀具的制作原材包含了氮化硼及金刚石等，现今常用聚晶立方的材质来制作刀具。同时，人造的金刚石也被广泛用来制成刀具，这主要是由于纯金刚石消耗较高的成本。此外，具体在刀具制作时还可选用复合的超硬材质。

在上世纪中期，美国在制作冷加工刀具时就创造出聚晶块的综合性材料，这类材料混合了氮化硼和微粉金刚石。经过高温及高压烧结，结合剂可以促成两类原材的粘结从而制成了坚硬刀具。到了七十年代，刀具制作可选用的原材又扩展至硬质合金。具体来看，先要压制或烧结较薄的上层合金层，在合金成分中加入适量的氮化硼或金刚石。这样做，烧结得到的超硬刀具就具备了最佳的抗弯性，同时也便利了后期焊接。从我国来看，专业制作超硬刀具的厂商总数正在增加，与之相应的产能也获得了提升[2]。

二、 具体刀具类型

（一） 金刚石刀具

低压状态制作出来的金刚石表现出优良耐磨性，本身硬度也很大。在显微镜下，这类金刚石超出了10000HV的硬度。在刀具领域内，金刚石被视作最坚硬的一类。金刚石表现出较小的摩擦系数，切削时很易分离铁屑因而不会堆积过多的铁屑。选用金刚石刀具可用来加工铝或铜这些金属，此外还适用于有色金属、硬质合金或陶瓷的加工中。此外，复合型的微粒及纤维都可借助于金刚石的超硬刀具予以加工。然而，金刚石刀具呈现为较差的热稳定特质，本身韧性也并不很强。遇到高温时，金刚石将会碳化。因此，这类刀具并不适宜用在镍合金及钢铁等加工中。

（二）聚晶的金刚石

经过烧结的步骤，可把金刚石转为聚晶型的人造材质。在高压及高温下，金属结合剂可用来促进这种聚晶过程。相比来看，聚晶金刚石不及单一的天然金刚石那么坚硬，但是聚晶物具备了随机结构，因而各侧面都表现出近似的抗磨性及坚硬度。具体切削步骤中，聚晶刀刃经过较长时间的切割还可以维持坚韧，同时也表现出抗磨性。相比于纯金刚石制作成的硬质刀具，聚晶金刚石可延长至原先20倍的刀具年限。同时也应当注意，聚晶金刚石可取自广泛的原材产地，硬质刀刃具备了膨胀系数低、导热性优良以及锋利的优势，这就决定了刀具拥有足够的韧性，聚晶金刚石还可用来焊接[3]。

（三）氮化硼材质的刀具

氮化硼的聚晶硬质材料呈现立方体的形态，这类刀具包含了复合片类、氮化硼的电镀刀具、整体氮化硼制作的刀具等。从总体来看，立方体式的聚晶氮化硼兼具耐磨及耐热的双重属性，与此同时它的导热性优良，化学属性很稳定。氮化硼材料制作成的超硬刀具相比于金刚石的耐磨性稍显不足，然而氮化硼本身却是抗腐蚀的，在高温下也可维持稳定。由于热属性优良，氮化硼刀具可用于多类的冷加工，例如冷硬铸件、淬硬钢以及喷焊类的原料。

三、 冷加工的超硬刀具运用

针对各类的冷加工，超硬刀具都可予以适用。具体在磨削及切削时，超硬刀具可代替常见类别的刀具，一次性即可完整予以磨削。针对于尺寸较精密的冷加工，超硬刀具是尤其适用的。在冷加工范围内，有些难磨材质及合金类的制品都很难被彻底加工，超硬刀具的诞生协助解决了这个疑难。详细来看，机械冷加工范围内的超硬刀具具体表现为如下的运用：

（一） 冷加工的铣削

冷加工流程中的铣削加工通常针对于铝合金，对此可选用聚晶金刚石型的超硬刀具予以加工。在高速加工时，刀具可达每分钟4000米的运转时速。对于灰铸铁等原材，也可确保每分钟2000米。从现状看，超硬刀具在铝合金加工时最高已达到每分钟5600毫米的进给时速，铣削效率是很显著的。从加工效率看，超硬材质型的刀具也可超出10倍或更高的铣刀速度，为此适合用来铣削玻璃或者用于深加工[4]。

（二）钻头的加工

超硬钻头可用来冷加工各类的石材、玻璃及陶瓷原材。例如：深加工玻璃的某些企业就配备了聚晶型的金刚石钻头，这类钻头很适合镜子等的钻孔。通常情况下，金刚石钻头可设置为10毫米的直径，企业可视情况选用镶嵌式或者树脂型的玻璃钻头。钻头加工可得优质的陶瓷及石材，加工质量优良。此外，针对导电材料也可用来钻孔。

（三）车削的加工

冷加工机械的步骤中，车削针对于钢制的原材，例如淬硬钢等。在较大程度上，超硬刀具的车削成效都会优于常见的磨削，同时也缩减了冷加工消耗的经费。例如：氮化硼刀具适合车削发动机的排气阀座，具体可选铝合金铸铁或铜作为车削的原材。车削时要实时查看，慎重防控偏离刀具的轨道[5]。

超导材料范文第4篇

【关键词】　高频彩色多普勒超声引导；　小针刀；　项背筋膜炎

项背筋膜炎又称项背纤维炎、颈肩背部慢性软组织损伤，在中医康复理疗门诊中非常多见。小针刀是治疗慢性软组织损伤一种较为理想的治疗手段，已广泛应用于临床，以往在治疗时采用的是盲穿法，对病变部位难以把握，疗效不确定。本研究采用高频彩色多普勒超声引导小针刀治疗项背筋膜炎，取得满意效果，现报道如下。

1　资料与方法

1.1　一般资料　2011年1月-2012年1月本院和南山区人民医院收治的106例项背筋膜炎患者，其中男65例，女41例；病程0.5~15年；年龄32~68岁，平均46岁。采用随机分组，分为引导组和盲穿组两组，每组均为53例。

1.2　仪器　采用SIMENS-ACUSON Antares，LOGIQ-E9彩色多普勒超声诊断仪，探头频率9~14 MHz。

1.3　操作方法　患者均检查血常规、出凝血时间，必要时检查肝肾功能、胸部X线检查及心电图等。

1.3.2　引导组　（1）：骑跨椅位。（2）定点:穿刺前根据患病部位在疼痛的激发中心进行常规超声检查，选择增粗或毛糙、钙化的肌腱或韧带作为手术部位，利用彩色多普勒和能量多普勒超声显示病变区域，避开大的血管、神经，确定穿刺路径，并做体表标记。（3）操作：常规消毒、铺巾，超声引导下进针至病变部位，在实时超声监控下剥离粘连部位，对钙化性肌筋膜炎可指导医生对钙化灶进行捣碎治疗。术后刀口处外敷创可贴。5~7 d治疗一次，3次为一个疗程。

1.4　疗效判定标准　参照国家中医药管理局中医病症诊断疗效标准判定。临床治愈：症状消失，功能恢复正常，能参加正常劳动和工作；显效：症状、体征基本消失，功能基本恢复正常，不影响正常劳动和工作；有效：症状减轻，功能有所改善；无效：症状无改善。

1.5　统计学处理　应用SPSS 16.0进行处理，计数资料采用 字2检验，P

2　结果

3　讨论

项背筋膜炎在中医学属“痹证”范畴，其病因与外伤、劳损、受凉等因素有关[1]。其病理机制是项背部软组织的病变粘连、肌肉痉挛而致局部疼痛、僵硬、运动障碍或软弱无力等。临床治疗常以中医治疗为主，方法繁多，对于症状较重者采取在局部痛点封闭或针刀疗法。

小针刀疗法治疗慢性软组织损伤的机制是：剥离粘连，疏通阻滞，流畅气血，刮除瘢痕，松解肌肉，镇痉止痛"[2]。小针刀将针刺疗法的针和手术疗法的刀融为一体，把两种器械的治疗作用有机结合在一起，发挥针和刀的双重治疗作用。大量临床实践证实[3]，在治疗软组织损伤和部分骨关节疑难病方面，针刀可直接切开瘢痕组织，剥离粘连。消除过高应力，恢复平衡的作用。虽然小针刀疗法是治疗项背筋膜炎一种较为理想的手段，但疗效并不确定，文献显示，小针刀治疗时医生全凭感觉和经验盲穿，对进针的深度和剥离的范围不易掌握，具有非常大的局限性和盲目性，稍不注意就会损伤血管、神经和周围正常肌肉韧带组织，为患者带来更大的伤害。

近年来，随着超声仪器分辨力的提高和高频探头技术的改进，超声检查在肌肉骨骼系统疾病中的临床应用价值日益凸显，以致成为目前评价肌肉疾病首选的影像学检查方法[4]。同时随着超声引导方法的不断完善和经验的积累，超声引导技术在盆腹腔疾病和浅表小器官诊断治疗中的地位已经得到公认，但对中医应用方面的研究报道较少见。本研究发现，高频彩色多普勒超声引导下可清晰显示小针刀的位置、病变部位及其周围组织结构，利用彩色多普勒和能量多普勒超声能避开大的血管、神经等重要结构，指导医生确定穿刺部位，在小针刀治疗时可实时监控追踪小针刀针尖的方向和位置，指导其准确到达靶目标，减少治疗时间和副损害，其固有的可视性和独特的实时性，为操作者提供了精确性和安全性的保障，临床观察表明引导组的治愈率及总有效率明显高于盲穿组。

在引导过程中需要注意：（1）进针前常规用高频彩色多普勒超声双侧对照检查，对于肥胖患者最好加上腹部探头联合扫查，以明确病变部位及其与周围的组织关系。（2）保持小针刀与探头声束垂直或基本垂直，这样能更清晰显示小针刀针尖，治疗过程中可以上下轻轻小针刀或利用彩色多普勒的运动伪像来提高针尖显示率。

参考文献

[1] 张洪霞，朱有兴，范爱新，等.针刀加拔罐治疗项背筋膜炎[J].中国民间疗法，2001，9（7）：38-39.

[2] 朱汉章.小针刀疗法[M].北京：中国中医药出版社，l992：84.

[3] 张文怡.小针刀在慢性软组织损伤中的运用[J].河北医学，2006，12（1）：83.

超导材料范文第5篇

【关键词】肾结石 经皮肾镜超声气压弹道碎石术 临床观察

临床中肾结石患者比较普遍，现阶段使用经皮肾镜超声、气压弹道碎石术是比较常见的治疗方式，而且其使用范围还在不断扩大，虽然这是一项比较新的技术，但是临床中的优点还是可以肯定的，对于经皮肾镜超声、气压弹道碎石术的优缺点研究，有助于其发展。此次对我院2012年至2013年接受经皮肾镜超声、气压弹道碎石术的肾结石患者术后效果进行研究分析，现进行如下报道。

1 资料和方法

1.1 选取资料。2012年至2013年我院共有127例患者接受经皮肾镜超声、气压弹道碎石术，经过检查患者术前并发症为以下情况：高血压34例，冠心病7例；合并肾积水93例，合并尿路感染69例。

1.2 方法。①患者取结石位，行硬膜外麻醉或全身麻醉，在输尿管镜下行患侧输尿管逆行插入F5输尿管导管至肾盂，导管尾端接0.9%氯化钠溶液持续滴注造成人工肾盂积水。②调整患者为俯卧状态，将腹部垫起，在11肋骨和12肋源之间进行穿刺，使用18G穿刺针，通过B超进行实时监控，进入目标肾盏，若是存在落空感或者是有尿液溢出，则是成功，将斑马导丝引入，将穿刺针退出，先后使用筋膜扩张器和同轴金属扩张器将导丝依照号来进行扩张到F24，再推入F20.8经皮肾镜鞘，插入镜芯，观察寻找结石。③采用气压弹道联合超声碎石清石系统（瑞士EMS公司），将气压弹道频率设定为8～12Hz，能量设为70%；超声能量设为70%，超声波脉冲比设为70%。依次检查上、中、下肾盏及肾盂输尿管连接部无残留结石后，顺行置入F6双J管，退镜芯，置入F18肾造瘘管并退出镜鞘。④术后4～6周拔除双J管。

1.3 观察随访。术后一个月对患者的整体效果进行评估，对患者手术时间、出血量、结石清除情况以及并发症出现几率进行了总结分析，将其制定为表格，设定8个项目，每一项都有0至100的分数，0分为最差，100为最好，主要是心理健康、活力、社会功能、躯体功能、总体健康等，具体标准参考文献[1]。

1.4 数据学分析。使用SPSS13.0软件，组间比较行卡方检验或t检验。检验水准α=0.05。

2 结果

127例患者行经皮肾镜超声、气压弹道碎石术，手术操作时间平均为105±20min，术中出血量为100±20ml，术后复查B超、尿路平片等检查发现一期肾结石清除率为85.8%（109/127）。患者术前SF-36量表8各项目中各项评分平均为45.5±4.5，术后各项评分平均为62.5±3.9，差异有统计学意义（t=40.373，P

3 讨论

肾结石的诊断和治疗越早，其治愈率以及对患者的身体损伤就越小，手术室比较常用的治疗方式，微创手术出现后，不仅得到了临床治疗的广泛认可，也得到了广大患者的好评。而且其技术的不断发展和成熟，也让其应用范围越来越广。为大家所知道的，微创手术已逐步替代了传统的开腹手术。有些患者到医院来，自己就要求采用微创手术来进行治疗。因为微创手术不仅具备外科手术的治疗效果，而且还不会对患者的身体造成较大的创伤，做完手术切口比较小，恢复好的患者都看不出来，美观还损伤小。有些开腹手术会使患者的元气大伤，虽然病症治好了，但是身体的其他功能会因手术而降低，比如气血不足等症状。微创手术避免了开腹所造成了各类并发症出现。此次对于外援2012年至2013年接受的127例肾结石患者使用经皮肾镜超声、气压弹道碎石术治疗肾结石，效果比较理想。

江咏等[2]研究者回顾性分析肾结石患者施行一期经皮肾穿刺造瘘超声气压弹道碎石取石术148例临床资料，结果显示：148例患者一期碎石全部成功，结石总取净率为91.6%，单侧平均手术时间为85min，术中出血量平均400mL，平均住院1周。谢栋栋等[3]研究者采用此方法治疗复杂性肾结石60例（67侧）患者，结果显示：患者均中转开放病例，平均手术时间64min，一次结石取净率88.1%，Ⅱ期碎石取净率100%。60例患者术中、术后均未出现感染性休克、周围脏器损伤等并发症。跟踪随访半年，所有患者均无感染和严重出血的情况。说明经皮肾镜超声、气压弹道碎石术在临床中应用于肾结石治疗的效果已经得到肯定和证实，其效果好、安全性高[4]。

4 结论

经皮肾镜超声、气压弹道碎石术用于肾结石治疗，其效果非常显著，患者的身体痛苦得到了减轻，期间并发症出现的几率也非常滴，此次研究中无一例并发症出现，因此说明此方法治疗肾结石安全可靠，值得在临床中推广使用。

参考文献

[1]高伟，李逊，何永忠，等.微创经皮肾镜下双导管超声碎石清石系统与气压弹道碎石术治疗铸型肾结石的对比研究[J].中华腔镜泌尿外科杂志（电子版），2011，5（6）：448-452

[2]江咏，刘勇，周明，等.经皮肾镜超声气压弹道碎石术治疗肾结石148例临床观察[J].华北国防医药，2009，21（6）：47-48