Seminar of International Laboratory of High Magnetic Fields and Low Temperatures PAS
ul. Gajowicka 95, sala seminaryjna (nowy budynek, II piętro)
Wpływ defektów strukturalnych na gęstość prądu krytycznego przewodów nadprzewodnikowych NbTi i MgB2
dr Daniel Gajda
Międzynarodowe Laboratorium Silnych Pól Magnetycznych i Niskich Temperatur
Defekty strukturalne mogą zwiększać gęstość prądu krytycznego w przewodach nadprzewodnikowych. Skuteczność działania tych defektów zależy od ich gęstości, rozkładu i rodzaju. Rodzaj defektu strukturalnego decyduje o tym, czy gęstość prądu krytycznego ulegnie zwiększeniu i w jakim zakresie polu magnetycznym. Gęstość prądu krytycznego w ceramicznych materiałach nadprzewodnikowych zależy także od połączeń międzyziarnowych, wielkości ziaren, czystości materiałów wyjściowych i bariery. Defekty strukturalne, takie jak pęknięcia, nadmierna zawartość obcej fazy oraz uszkodzenia bariery mogą także obniżać gęstość prądu krytycznego w przewodach nadprzewodnikowych. Opracowana została metodę pozwalającą wykrywać uszkodzenia bariery Nb i ex situ MgB2 w przewodach MgB2. Wyniki wskazują, że uszkodzenie bariery powoduje powstanie defektów strukturalnych, które znacznie obniżają gęstość prądu krytycznego. Wykrywanie uszkodzenia bariery jest istotne, ponieważ pozwala wyeliminować uszkodzone przewody i prowadzić badania nad defektami strukturalnymi w przewodach MgB2.
Przeprowadzone badania wykazały, że obróbka nową technologią ECMAP pozwala zwiększyć gęstość dyslokacji krystalicznych, gęstość prądu krytycznego oraz przyspiesza powstawanie wytrąceń międzyziarnowych Ti i niepowoduje uszkodzeń bariery Nb w przewodach NbTi.
Wyniki uzyskane dla przewodów MgB2 pozwalają stwierdzić, że zastosowanie nowej idei bariery ex situ MgB2 umożliwia uzyskanie materiału in situ MgB2 o wysokiej czystości.
Pomiary i obliczenia dla przewodów MgB2 pokazały, że gęstość prądu krytycznego w polach magnetycznych o wysokiej indukcji powyżej 8 T można zwiększyć, stosując domieszkowanie węglikiem krzemu SiC, wygrzewanie w niskiej temperaturze pod wysokim ciśnieniem i osłony o wyższej twardości. Badania przewodów MgB2 nawiniętych na karkasie wykazały, że ich wygięcie nie powoduje powstawania pęknięć w mikrostrukturze materiału MgB2 i barierze ochronnej oraz nie powoduje obniżenia gęstości prądu krytycznego.
