Uniadau Uwchddargludo Niobium-titaniwm

Y cysylltiad rhwng technoleg cwantwm ac uwchddargludedd
Mae cyfrifiadura cwantwm a chyfathrebu yn dibynnu'n fawr ar eitemau dargludo uwch fel tiwbiau capilari titaniwm niobium.

Tiwb capilari Niobium Titaniwm

Deunydd tiwb capilari Nb-Ti: Ti-45Nb, Nb53 y cant Ti47 y cant , Nb-50 y cant Ti
Manyleb tiwb capilari Niobium-Titanium:
OD1mm X Trwch Wal 0.14mm X 1000mm
OD1.4mm X Trwch Wal 0.14mm X 1000mm
OD2.2mm X Trwch Wal 0.18mm X 1500mm

 

Cymalau uwch-ddargludo Titanium Niobium

Oherwydd ymwrthedd sero deunyddiau uwchddargludo, mae cymalau uwchddargludo Niobium-titanium (Nb-Ti) yn cael eu defnyddio'n gyffredin fel ceblau uwchddargludo yn y diwydiant pŵer.

 

Er mwyn darparu maes magnetig uwch-sefydlog, mae angen cymalau uwch-ddargludol ar gyfer gweithredu modd parhaus mewn system magnet uwch-ddargludol. Yma, rydym yn darparu adroddiad manwl ar werthusiad o gymalau uwch-ddargludo niobium-titanium sydd wedi'u llunio'n rhesymegol. Defnyddiwyd dau fath o sodr plwm-bismwth (Pb-Bi), gan gynnwys Pb42Bi58 fel cyfansoddiad newydd, mewn techneg amnewid matrics sodro i greu cyffyrdd dargludo uwch ar gyfer cymwysiadau ymarferol. Ar 4.2 K, cyrhaeddodd pob uniad gerrynt critigol o fwy na 200 A. Mewn prawf coil dolen gaeedig, cynhyrchodd ein techneg uno uwchddargludo well gyfanswm gwrthiant cylched o 3.25 1014 ar 4.2 K mewn hunan-faes. Yn olaf ond nid lleiaf, dangoswyd gweithrediad modd parhaus mewn coil solenoid Nb-Ti gyda switsh parhaus-cerrynt. Bydd yr ymchwil hon yn agor y drws i greu cymalau uwch-ddargludo Nb-Ti perfformiad uchel i'w defnyddio yn y byd go iawn.

 

Nid yw'n bosibl creu maes magnetig pwerus mewn gofod bach gan ddefnyddio magnetau copr cyffredin (Cu), ond gall magnetau uwch-ddargludo. Mae magnetau uwchddargludo yn aml yn cael eu gwneud o niobium-titanium (Nb-Ti), sydd â thymheredd critigol (Tc) o 9.2 K ac fe'i defnyddir mewn amrywiaeth o gymwysiadau byd go iawn. Mae'r gallu i greu "cymalau uwch-ddargludol" dibynadwy yn un o nodweddion nodedig Nb-Ti sy'n ei gwneud yn addas ar gyfer y mwyafrif o gymwysiadau masnachol. Gall y magnet Nb-Ti weithredu yn y modd parhaus a chyflawni maes magnetig uwch-sefydlog (cyfradd drifft hirdymor y maes magnetig ar y drefn o 0.1 ppm/h) diolch i'r cymalau uwchddargludol1.

Dylid cysylltu dau ben magnet uwch-ddargludo Nb-Ti â switsh cerrynt parhaus (PCS) gan ddefnyddio cymalau uwchddargludo Niobium-titaniwm er mwyn galluogi gweithrediad modd parhaus. Mae gwneuthuriad cysylltiadau uwch-ddargludo dargludyddion Nb-Ti wedi cael ei adrodd gan ddefnyddio amrywiaeth o dechnegau, gan gynnwys amnewid matrics sodro2,3,4,5,6, weldio ultrasonic7, weldio tryledu8, gwasgu oer9,1{{0, a weldio sbot10,11. O safbwynt dibynadwyedd, mae'r dechneg amnewid matrics sodro gan ddefnyddio sodr plwm-bismwth (Pb-Bi), sy'n uwchddargludo ar 4.2 K, yn cael ei defnyddio'n aml mewn lleoliadau diwydiannol i greu cymalau Nb-Ti11. Adroddodd Thornton y perfformiad uchel cyntaf Nb- Cysylltiadau Ti a wnaed gan ddefnyddio'r dechneg amnewid matrics sodro ym 19862. Mewn hunan-faes ar 4.2 K, roedd dolen gaeedig gydag uniad sengl a adeiladwyd y tu allan yn gallu cyrraedd dwysedd cerrynt critigol (Jc) o hyd at 143 kA/cm2 . Mae gwrthedd amrywiol gyffyrdd Nb-Ti a grëwyd gan Swenson et al. gwerthuswyd defnyddio dull Thornton gan ddefnyddio'r dechneg pedwar-chwiliwr confensiynol3. Llwyddodd Cheng et al i gael gwrthiannau ar y cyd o 1 1011 mewn 1 T ar 4.2 K. Mewn arbrawf dolen gaeedig hefyd, adroddwyd canlyniadau nifer o gymalau Nb-Ti ar gyfer magnet cyseiniant magnetig niwclear 400 MHz gan Cheng et al. cyrhaeddodd un o'u cymalau gerrynt critigol (Ic) o 89.5 A a gwrthiant uniad o 1.8 1013 mewn 1 T ar 4.2 K. Ar gyfer magnet delweddu cyseiniant magnetig anifail (MRI) 7 T, mae Liu et al. hefyd creu ac archwilio cymalau Nb-Ti5. Roedd gan ei gymalau, a wnaed o wifren 1.5 1 mm2 Nb-Ti/Cu, IC o 1,160 A ac 1.5 1014 yn 0.6 T ar 4.2 K. Yn fwy diweddar, yn 2015, Motomune ymchwiliodd et al.6 i'r llwybrau presennol mewn cyffyrdd Nb-Ti a grëwyd drwy amnewid y matrics sodro. llawer o ymchwil ar y technegau uno uwch-ddargludol ar gyfer dargludyddion Nb-Ti amlffilamentaidd.

Mewn ymateb, aseswyd dau fath o sodr Pb-Bi yn y gwaith hwn o ran eu Jc a Tc fel posibiliadau dichonadwy ar gyfer cyffyrdd uwchddargludo Nb-Ti. Yna defnyddiwyd SEM i bennu'r amser ysgythru delfrydol ar gyfer y matrics Cu gyda thun (Sn) a Sn gyda Pb-Bi (SEM). Arweiniodd y canlyniadau hyn at saernïo cymalau uwch-ddargludol mewn awyrgylch anadweithiol i raddau helaeth i atal ocsidiad a'u nodweddu ar 4.2 K mewn amrywiol feysydd magnetig. Gwnaed a phrofwyd coil dolen gaeedig Nb-Ti un tro gan ddefnyddio'r dull mesur pydredd maes er mwyn pennu ymwrthedd y gyffordd yn gywir. Trwy ddangos gweithrediad modd parhaus mewn magnet Nb-Ti prototeip, cadarnhawyd gweithrediad modd parhaus yn y cymalau uwch-ddargludo Niobium-titanium sydd newydd eu hadeiladu ar gyfer magnet modd parhaus.

Casgliadau
Rydym wedi disgrifio dull amnewid matrics sodro ar gyfer atodi dargludydd Nb-Ti amlffilament yn uwch-ddargludol, ynghyd â chanlyniadau profion ar gyfer y cyffyrdd dargludo uwch. Y cam cyntaf oedd cadarnhau cyfansoddiadau dau sodr Pb-Bi, Pb44.5Bi55.5 a Pb42Bi58, a allai gael effaith ar eu galluoedd uwch-ddargludo. Roedd gan y ddau sodr ddiffyg Pb o hyd at 1.6 y cant. Canfuwyd bod Jc magnetig Pb44.5Bi55.5 a Pb42Bi58 yn 2.9 103 Acm2 ac 1.19 103 Acm2, yn y drefn honno, yn 1 T ar 4.2 K, ond y Tc (dechrau) o 8.5 Mesurwyd K ar gyfer y ddau sodrwr. Y perfformiad gorau a adroddwyd erioed oedd y Jc o Pb44.5Bi55.5. Ic un o'r cymalau gorau a wnaed gyda Pb44.5Bi55.5 oedd 136 A yn 1.65 T ar 4.2 K. Roedd canlyniadau'r mesuriad magnetig yn gyson â pherfformiad subpar yr uniadau a grëwyd gyda Pb42Bi58 o'i gymharu â Pb44.5Bi55. 5. Hefyd, gwnaethom nodi nad oedd cyflawni perfformiad uchel ar y cyd yn cael ei ffafrio gan rwymo gwifren Cu rhydd yn y cyd. Adeiladwyd yr uniad â choil dolen gaeedig Nb-Ti un tro fel y gellid defnyddio'r mesuriad pydredd maes i gyfrifo gwrthiant y cymal yn union. Cyfanswm y gwrthiant cylched mesuredig, sy'n cydymffurfio â'r manylebau technegol ar gyfer gweithrediad modd parhaus, oedd 3.25 1014 yn hunan-faes ar 4.2 K. Yn olaf, defnyddiwyd coil solenoid Nb-Ti gyda dau gymal a PCS i ddangos gweithrediad parhaus-modd. Bydd datblygiad cymalau uwch-ddargludo Nb-Ti perfformiad uchel yn bosibl oherwydd yr ymchwiliad trefnus a chanfyddiadau ar weithdrefn Cymalau Uwchddargludo Niobium-titaniwm a adroddir yn y papur hwn.

 

 

 

 

Tagiau poblogaidd: Uniadau Superconducting Niobium-titanium, cyflenwyr, gweithgynhyrchwyr, ffatri, addasu, prynu, pris, dyfynbris, ansawdd, ar werth, mewn stoc