Sambungan Superkonduktor Niobium-titanium

Hubungan antara teknologi kuantum dan superkonduktiviti
Pengkomputeran dan komunikasi kuantum sangat bergantung pada item superkonduktor seperti tiub kapilari niobium titanium.

Tiub kapilari Niobium Titanium

Bahan tiub kapilari Nb-Ti: Ti-45Nb, Nb53 peratus Ti47 peratus , Nb-50 peratus Ti
Spesifikasi tiub kapilari Niobium-Titanium:
OD1mm X Ketebalan Dinding 0.14mm X 1000mm
OD1.4mm X Tebal Dinding 0.14mm X 1000mm
OD2.2mm X Ketebalan Dinding 0.18mm X 1500mm

 

Sambungan superkonduktor Niobium Titanium

Oleh kerana rintangan sifar bahan superkonduktor, sambungan superkonduktor Niobium-titanium (Nb-Ti) biasanya digunakan sebagai kabel superkonduktor dalam industri kuasa.

 

Untuk menyediakan medan magnet ultra-stabil, operasi mod berterusan dalam sistem magnet superkonduktor memerlukan sambungan superkonduktor. Di sini, kami menyediakan laporan terperinci tentang penilaian sambungan superkonduktor niobium-titanium yang telah dibina secara rasional. Dua jenis pateri plumbum-bismut (Pb-Bi), termasuk Pb42Bi58 sebagai komposisi baru, digunakan dalam teknik penggantian matriks pateri untuk mencipta persimpangan superkonduktor untuk aplikasi praktikal. Pada 4.2 K, semua sambungan mencapai arus kritikal lebih besar daripada 200 A. Dalam ujian gegelung gelung tertutup, teknik penyambungan superkonduktor kami yang dipertingkatkan menghasilkan jumlah rintangan litar sebanyak 3.25 1014 pada 4.2 K dalam medan diri. Akhir sekali, operasi mod berterusan dalam gegelung solenoid Nb-Ti dengan suis arus berterusan telah ditunjukkan. Penyelidikan ini akan membuka pintu kepada penciptaan sambungan superkonduktor Nb-Ti berprestasi tinggi untuk kegunaan dunia sebenar.

 

Tidak mustahil untuk mencipta medan magnet yang kuat dalam ruang kecil menggunakan magnet berasaskan tembaga (Cu) biasa, tetapi magnet superkonduktor boleh. Magnet superkonduktor selalunya diperbuat daripada niobium-titanium (Nb-Ti), yang mempunyai suhu kritikal (Tc) 9.2 K dan digunakan dalam pelbagai aplikasi dunia sebenar. Keupayaan untuk mencipta "sambungan superkonduktor" yang boleh dipercayai adalah salah satu ciri tersendiri Nb-Ti yang menjadikannya sesuai untuk kebanyakan aplikasi komersial. Magnet Nb-Ti mungkin berfungsi dalam mod berterusan dan mencapai medan magnet ultra-stabil (kadar hanyutan jangka panjang medan magnet mengikut urutan 0.1 ppm/j) terima kasih kepada sambungan superkonduktor1.

Kedua-dua hujung magnet superkonduktor Nb-Ti hendaklah disambungkan kepada suis arus berterusan (PCS) menggunakan sambungan superkonduktor Niobium-titanium untuk membolehkan operasi mod berterusan. Pembuatan sambungan superkonduktor konduktor Nb-Ti telah dilaporkan menggunakan pelbagai teknik, termasuk penggantian matriks pateri2,3,4,5,6, kimpalan ultrasonik7, kimpalan resapan8, menekan sejuk9,10, dan kimpalan titik10,11. Dari sudut kebolehpercayaan, teknik penggantian matriks pateri menggunakan pateri plumbum-bismut (Pb-Bi), yang superkonduktor pada 4.2 K, kerap digunakan dalam tetapan industri untuk mencipta sambungan Nb-Ti11. Thornton melaporkan Nb- berprestasi tinggi yang pertama. Sambungan Ti dibuat menggunakan teknik penggantian matriks pateri pada tahun 19862. Dalam medan diri pada 4.2 K, gelung tertutup dengan sambungan tunggal yang dibina di luar mampu mencapai ketumpatan arus kritikal (Jc) sehingga 143 kA/cm2 . Kerintangan pelbagai persimpangan Nb-Ti yang dicipta oleh Swenson et al. menggunakan pendekatan Thornton dinilai menggunakan teknik empat kuar konvensional3. Mereka dapat mencapai rintangan sendi 1 1011 dalam 1 T pada 4.2 K. Keputusan pada banyak sambungan Nb-Ti untuk magnet resonans magnetik nuklear 400 MHz juga dilaporkan oleh Cheng et al. Dalam eksperimen gelung tertutup, salah satu sambungannya mencapai arus kritikal (Ic) 89.5 A dan rintangan sendi 1.8 1013 dalam 1 T pada 4.2 K. Untuk magnet pengimejan resonans magnetik haiwan (MRI) 7 T, Liu et al. juga mencipta dan memeriksa sendi Nb-Ti5. Sambungannya, yang diperbuat daripada wayar 1.5 1 mm2 Nb-Ti/Cu, mempunyai Ic 1,160 A dan 1.5 1014 dalam 0.6 T pada 4.2 K. Baru-baru ini, pada tahun 2015, Motomune et al.6 menyiasat laluan semasa dalam persimpangan Nb-Ti yang dicipta dengan menggantikan matriks pateri. Walaupun fakta bahawa sambungan superkonduktor Nb-Ti sering dibuat dalam sektor MRI dan merupakan bahagian penting magnet MRI, masih belum ada banyak penyelidikan mengenai teknik penyambungan superkonduktor untuk konduktor Nb-Ti berfilamen.

Sebagai tindak balas, dua jenis pateri Pb-Bi dinilai dalam kerja ini dari segi Jc dan Tc mereka sebagai kemungkinan berdaya maju untuk persimpangan superkonduktor Nb-Ti. SEM kemudiannya digunakan untuk menentukan masa etsa yang sesuai untuk matriks Cu dengan timah (Sn) dan Sn dengan Pb-Bi (SEM). Keputusan ini membawa kepada fabrikasi sambungan superkonduktor dalam suasana yang sebahagian besarnya lengai untuk mengelakkan pengoksidaan dan pencirian mereka pada 4.2 K dalam pelbagai medan magnet. Gegelung gelung tertutup Nb-Ti pusingan tunggal telah dibuat dan diuji menggunakan kaedah pengukuran pereputan medan untuk menentukan rintangan simpang dengan tepat. Dengan menunjukkan operasi mod berterusan dalam magnet Nb-Ti prototaip, mod berterusan berfungsi dalam sambungan superkonduktor Niobium-titanium yang baru dibina untuk magnet mod berterusan telah disahkan.

Kesimpulan
Kami telah menerangkan kaedah penggantian matriks pateri untuk memasang superkonduktor konduktor Nb-Ti multifilamen, bersama-sama dengan keputusan ujian untuk persimpangan superkonduktor. Langkah pertama ialah mengesahkan komposisi dua pemateri Pb-Bi, Pb44.5Bi55.5 dan Pb42Bi58, yang mungkin mempunyai kesan ke atas keupayaan superkonduktor mereka. Kedua-dua pateri mempunyai defisit Pb sehingga 1.6 peratus . Jc magnet Pb44.5Bi55.5 dan Pb42Bi58 didapati 2.9 103 Acm2 dan 1.19 103 Acm2, masing-masing, dalam 1 T pada 4.2 K, tetapi Tc (permulaan) 8.5 K telah diukur untuk kedua-dua pemateri. Prestasi terbaik pernah dilaporkan ialah Jc Pb44.5Bi55.5. Ic salah satu sambungan terbaik yang dibuat dengan Pb44.5Bi55.5 ialah 136 A dalam 1.65 T pada 4.2 K. Keputusan pengukuran magnet adalah konsisten dengan prestasi subpar bagi sendi yang dicipta dengan Pb42Bi58 berbanding dengan Pb44.5Bi55. 5. Selain itu, kami mendapati bahawa mencapai prestasi sambungan yang tinggi tidak digemari oleh pengikatan dawai Cu yang longgar dalam sambungan. Sambungan itu dibina dengan gegelung gelung tertutup Nb-Ti pusingan tunggal supaya ukuran pereputan medan boleh digunakan untuk mengira rintangan sendi dengan tepat. Jumlah rintangan litar yang diukur, yang mematuhi spesifikasi teknikal untuk operasi mod berterusan, ialah 3.25 1014 dalam medan diri pada 4.2 K. Akhir sekali, gegelung solenoid Nb-Ti dengan dua sambungan dan PCS telah digunakan untuk menunjukkan operasi mod berterusan. Pembangunan sambungan superkonduktor Nb-Ti berprestasi tinggi akan dimungkinkan melalui penyiasatan berkaedah dan penemuan mengenai prosedur Sambungan Superkonduktor Niobium-titanium yang dilaporkan dalam kertas ini.

 

 

 

 

Cool tags: Sambungan Superkonduktor Niobium-titanium, pembekal, pengilang, kilang, disesuaikan, beli, harga, sebut harga, kualiti, untuk dijual, dalam stok