Fenómenos electromagnéticos en la atmósfera
[Resumen] Los filamentos (cintas) a base de bismuto se prepararon con éxito en aleaciones de aluminio o plata mediante procesamiento y tratamiento térmico. En 1994, American Superconductor Corporation tomó la iniciativa en la preparación de BSCCO/Ag con una longitud de 1000 my un Jc de 1×104A/cm2 (77K, 0T). En 1996, el valor Jc de la tira de 1200 m preparada por American Superconductor Corporation (ASC) y Sumitomo Corporation de Japón excedieron 1,2×104A/cm2 (77K, 0T) y se pudo producir de manera estable. Según los resultados de la investigación actual, se puede considerar que al mejorar aún más los parámetros del proceso, aumentar la densidad de la tira y la estructura del grano, mejorar la conectividad entre los granos e introducir centros de fijación de flujo magnético efectivos, el valor Jc de los materiales de la serie Bi aumentará mejorará considerablemente. Además, se han logrado avances significativos en la mejora de la resistencia mecánica de los materiales de alambre (cinta) de base bi mediante núcleos múltiples y aleación del material base.
2. Progreso de la investigación de cintas YBCO flexibles a base de metal
Los superconductores YBCO tienen fuertes propiedades de fijación intrínsecas en el rango de temperatura del nitrógeno líquido, pero es difícil de lograr usando tecnología de procesamiento convencional. orientación de sus granos. Por lo tanto, aunque se pueden preparar cables largos (cintas) utilizando el método PIT y recubriendo sustratos metálicos ordinarios y post-tratamiento térmico, sus valores de Jc son inferiores a 103A/cm2 (77K, 0T), y a medida que aumenta el campo magnético Y declinó rápidamente. Inspirándose en el crecimiento epitaxial de películas de YBCO con alto contenido de Jc sobre sustratos monocristalinos, recientemente se desarrollaron dos cintas de base flexibles, "IBAD (LANL, EE. UU.) y "RABiTS (ORNL, EE. UU.)", y se cultivaron con éxito películas de YBCO en estas cintas, se obtiene una cinta de alto Jc. Ambas cintas base depositan una capa de circonio estabilizado con itrio (YSZ) sobre una tira de metal flexible (como plata, níquel, etc.) ya que la red de YSZ y YBCO está muy cerca. , tiene un buen rendimiento. La estabilidad química puede, por un lado, inducir el crecimiento direccional de cristales de YBCO y, por otro lado, puede actuar como una barrera para evitar la reacción entre YBCO y las tiras de base metálica. Se utilizan superconductores preparados en tiras IBAD y RABiTS mediante deposición láser pulsada (PLD) y MOCVD. El valor de Jc bajo un fuerte campo magnético de 65 K ha superado el valor de Jc de NbTi y Nb3Sn a 4,2 K. La muestra de IBAD preparada por LANL en Estados Unidos es de 106A/cm2 (75K, 0T), y el Jc de la cinta ORNL RABiTS también ha alcanzado 7×105A/cm2 (77K, 0T). Aunque la preparación de tiras largas todavía tiene ciertas dudas. Dificultades técnicas de acuerdo con la situación actual de la investigación, el alto rendimiento Jc aportado por este método demuestra la aplicación de alto voltaje de superconductores de alta temperatura en el rango de temperatura de 77 K. Con un futuro brillante, la gente lo llama la segunda generación de alta temperatura. cinturón superconductor después del método PIT después del cinturón BSCCO, y se ha invertido mucha mano de obra y recursos materiales en desarrollo e investigación
(4) Película
Para obtener alta calidad. Sin embargo, dado que los superconductores de alta temperatura son compuestos compuestos de múltiples elementos (al menos cuatro), los superconductores de alta temperatura a menudo tienen varias fases diferentes. Los superconductores de alta temperatura son altamente anisotrópicos, lo que dificulta bastante la preparación de películas superconductoras de alta Tc de alta calidad. A pesar de esto, después de diez años de incansables esfuerzos por parte de científicos de todo el mundo, se han logrado grandes avances en el YBCO epitaxial de alta calidad. La Tc de la película está por encima de 90 K y la densidad de corriente crítica Jc a 77 K bajo un campo magnético cero está básicamente madura. Se han lanzado varios dispositivos electrónicos de película delgada superconductores de alta temperatura. Película superconductora de alta temperatura. Aplicaciones de materiales conductores
Los materiales superconductores tienen las características de alta capacidad de carga de corriente y bajo consumo de energía, lo que los hace ampliamente utilizados en energía, transporte, atención médica y grandes proyectos científicos y tecnológicos. y la defensa nacional moderna se utiliza actualmente en dos campos: en primer lugar, los grandes proyectos científicos y tecnológicos, principalmente los aceleradores de partículas a gran escala necesarios para la investigación de la física de alta energía, como el gran colisionador de protones LHC de 27 kilómetros de circuito que se está construyendo. En Europa, y los reactores de fusión termonuclear, como ITER y LHD II, son sistemas de imágenes por resonancia magnética (MRI), que se utilizan ampliamente en el diagnóstico médico y en el espectrómetro de resonancia magnética nuclear (NMR) que tienen un alto valor científico y de aplicación. Debido al desarrollo actual de los alambres HTS, se ha iniciado la comercialización del alambre (tira) a base de bismuto que se denomina alambre de primera generación, y el alambre recubierto de Y-Ba-Cu-O que podrá comercializarse en el futuro se denomina alambre. Cable de segunda generación.
Mejorar el rendimiento y reducir los costes de los materiales superconductores de alta temperatura serán cuestiones importantes en el futuro. Desde la perspectiva de la aplicación, el costo del cable superconductor se calcula en función del precio por kiloamperio. Por lo tanto, además de reducir los costos de materia prima y procesamiento, aumentar la capacidad de carga actual del cable también reducirá en gran medida los costos. La mayoría de las aplicaciones superconductoras de alta temperatura requieren un rendimiento del cable: ¿10 dólares por tarjeta? m, porque este precio es equivalente al precio de rendimiento de los cables de cobre en aplicaciones prácticas. En 1999, el precio del bismuto-2223 se redujo de 1998 a 1.000 dólares estadounidenses por tarjeta. m cayó a 300 dólares EE.UU. y se espera que el costo baje a 50 dólares EE.UU. en cinco años.
Lo interesante es que el descubrimiento del nuevo diboruro de magnesio superconductor de alta temperatura (un compuesto intermetálico, TC ~ 40K) en junio de 5438 + febrero de 2000 desencadenó una nueva ronda de investigación sobre superconducción de alta temperatura. manía. Actualmente, muchos grupos de investigación de superconductores de todo el mundo trabajan día y noche en investigación y desarrollo. Varias instituciones nacionales importantes de investigación de materiales superconductores han desarrollado superconductores de diboruro de magnesio monofásicos y están llevando a cabo investigaciones en profundidad sobre sus características. La investigación y el desarrollo de cables también están en progreso simultáneamente. En comparación con los superconductores de óxido de alta temperatura, el diboruro de magnesio tiene las características de estructura simple, buena estabilidad, fácil producción y, lo que es más importante, tiene una densidad de corriente crítica más alta (JC > 105 A/cm2) y se considera que su rentabilidad es mejor. mejor que el superconductor de niobio, por lo que se puede utilizar en refrigeradores de 20k.
No requiere nitrógeno líquido. Se predice que los superconductores de diboruro de magnesio pronto alcanzarán niveles prácticos, lo que indica que puede llegar otra nueva era de materiales superconductores.