Свойства ВТСП 2G

Главной технической характеристикой ВТСП 2G проводников является их токонесущая способность при 77 К, 0 Тл, приведённая к 1 см ширины ленты. В настоящее время рекорд критического тока для короткого образца (7 см) принадлежит американской фирме Super Power и составляет около 1100 А. Критические токи лучших длинномерных лент (это десятки метров) в 2 – 2,5 раза хуже, а лент массового производства – в 3 - 4 раза хуже, чем образцов, и составляют ~ 180-250 А при ширине 1 см.

Главным достоинством ВСТП 2G по сравнению с ВТСП 1G является лучшая стойкость их сверхпроводящих свойств в магнитном поле в диапазоне температур 64 – 77 К (рисунок 19). При 77 К в поле 1 Тл критический ток падает в ~ 3 раза, а в поле 2 Тл – в 5-6 раз, а в ВТСП-1 он пропадает уже поле 0,5 Тл. С понижением температуры стойкость свойств в магнитном поле существенно возрастает. Уже при 64 К, что соответствует температуре кипения жидкого азота при низком давлении, критический ток превышает 100 А (при ширине 1 см) даже в поле 6 Тл.

В интервале 20 -30 К (области применения криокулеров на парах гелия) и при 4,2 К значения критического тока у обоих типов ВТСП проводников близки. Однако, конструктивная плотность критического тока у проводников 2G примерно в 2 раза выше за счёт меньшей толщины ленточного проводника (см. таблицу 2). Поэтому, именно проводники ВТСП 2G особенно перспективны для использования в высокополевых магнитах, где наибольшее значение имеет именно конструктивная плотность тока. Для применения в таких магнитах ВТСП 2G более удобны, чем ВТСП 1G ещё и благодаря своей более высокой прочности, так как они изготовлены из никель-вольфрамового сплава или нержавеющей стали, а не из сплавов на основе серебра.

Для изготовления таких магнитов (точнее – катушек-вставок в высокополевые магниты) в ВТСП слой проводников второго поколения вводят допирующие соединения, например, цирконат стронция, титанат бария и др. Эти добавки служат дополнительными центрами пиннинга (по аналогии с объёмной керамикой Y-123) и, таким образом, улучшают токонесущую способность в сильных магнитных полях. Лучшие проводники 2G имеют значение критического тока (при ширине 1 см) свыше 200 А в магнитном поле 30 Тл.

На рисунке 19 показаны зависимости плотности критического тока (по сверхпроводнику) при 4,2 К в магнитных полях для разных типов сверхпроводников. При рассмотрении этого графика надо иметь в виду, что объёмная доля сверхпроводящего покрытия в ВСТП 2G примерно в 100 раз меньше, чем в проводниках остальных типов.

Рисунок 19 - Диапазоны магнитных полей возможного применения различных типов сверхпроводников

Таблица 2 - Токонесущая способность лучших мировых образцов различных типов ВСТП проводников [8].

Поиск по сайту: