Niyobyum-titanyum Süper İletken Eklemler

Kuantum teknolojisi ve süperiletkenlik arasındaki bağlantı
Kuantum bilgi işlem ve iletişim, büyük ölçüde niyobyum titanyum kılcal borular gibi süper iletken öğelere dayanır.

Niyobyum Titanyum kılcal boru

Nb-Ti kılcal borunun malzemesi: Ti-45Nb, yüzde Nb53 yüzde Ti47 , yüzde Nb-50 Ti
Niobium-Titanium kılcal borunun özellikleri:
OD1mm X Duvar Kalınlığı 0.14mm X 1000mm
OD1.4mm X Duvar Kalınlığı 0.14mm X 1000mm
OD2.2mm X Duvar Kalınlığı 0.18mm X 1500mm

 

Niyobyum Titanyum süper iletken eklemler

Süper iletken malzemelerin sıfır direnci nedeniyle, Niobyum-titanyum (Nb-Ti) süper iletken bağlantılar, enerji endüstrisinde süper iletken kablolar olarak yaygın olarak kullanılır.

 

Ultra kararlı bir manyetik alan sağlamak için, süper iletken bir mıknatıs sisteminde kalıcı mod çalışması, süper iletken eklemler gerektirir. Burada, rasyonel olarak inşa edilmiş niyobyum-titanyum süper iletken bağlantıların değerlendirilmesi hakkında ayrıntılı bir rapor sunuyoruz. Yeni bir bileşim olarak Pb42Bi58 dahil olmak üzere iki tür kurşun-bizmut (Pb-Bi) lehimi, pratik uygulamalar için süper iletken bağlantılar oluşturmak üzere bir lehim matris değiştirme tekniğinde kullanıldı. 4,2 K'de, tüm eklemler 200 A'dan daha büyük bir kritik akıma ulaştı. Kapalı döngü bobin testinde, geliştirilmiş süper iletken birleştirme tekniğimiz, kendi alanında 4,2 K'da toplam 3.{12}} devre direnci üretti. Son olarak, sürekli akım anahtarına sahip bir Nb-Ti solenoid bobininde kalıcı mod çalışması gösterildi. Bu araştırma, gerçek dünyada kullanım için yüksek performanslı Nb-Ti süper iletken eklemlerin oluşturulmasına kapı aralayacak.

 

Sıradan bakır (Cu) bazlı mıknatıslar kullanarak küçük bir alanda güçlü bir manyetik alan oluşturmak mümkün değildir, ancak süper iletken mıknatıslar bunu yapabilir. Süper iletken mıknatıslar genellikle 9,2 K kritik sıcaklığa (Tc) sahip olan ve çeşitli gerçek dünya uygulamalarında kullanılan niyobyum-titanyumdan (Nb-Ti) yapılır. Güvenilir "süper iletken eklemler" oluşturma yeteneği, Nb-Ti'yi ticari uygulamaların çoğu için uygun kılan ayırt edici özelliklerinden biridir. Nb-Ti mıknatısı, süper iletken eklemler1 sayesinde kalıcı modda çalışabilir ve ultra kararlı bir manyetik alan (manyetik alanın uzun vadeli sürüklenme oranı 0,1 ppm/sa düzeyinde) elde edebilir.

Bir Nb-Ti süper iletken mıknatısın iki ucu, kalıcı modda çalışmayı etkinleştirmek için Niobium-titanium süper iletken eklemleri kullanan bir sürekli akım anahtarına (PCS) bağlanmalıdır. Nb-Ti iletkenlerinin süper iletken bağlantılarının üretimi, lehim matrisi değiştirme2,3,4,5,6, ultrasonik kaynak7, difüzyon kaynağı8, soğuk presleme9,10 ve punta kaynağı10,11. Güvenilirlik açısından bakıldığında, 4,2 K'de süper iletken olan kurşun-bizmut (Pb-Bi) lehim kullanan lehim matrisi değiştirme tekniği, endüstriyel ortamlarda Nb-Ti eklemleri oluşturmak için sıklıkla kullanılır11. Thornton ilk yüksek performanslı Nb- 19862'de lehim matrisi değiştirme tekniği kullanılarak Ti bağlantıları yapıldı. 4,2 K'de kendi alanında, dışarıda inşa edilmiş tek bir bağlantıya sahip bir kapalı devre, 143 kA/cm2'ye kadar kritik akım yoğunluğuna (Jc) ulaşmayı başardı. . Swenson ve diğerleri tarafından oluşturulan çeşitli Nb-Ti bağlantılarının özdirenci. Thornton yaklaşımı kullanılarak geleneksel dört sonda tekniği kullanılarak değerlendirildi3. 4.2 K'de 1 T'de 1 1011 ortak dirençleri elde edebildiler. 400 MHz'lik bir nükleer manyetik rezonans mıknatısı için çok sayıda Nb-Ti eklemiyle ilgili sonuçlar da Cheng ve diğerleri tarafından rapor edildi. Kapalı devre bir deneyde, eklemlerinden biri 89,5 A kritik akıma (Ic) ve 1 T'de 4,2 K'de 1,{44}} eklem direncine ulaştı. 7 T hayvan manyetik rezonans görüntüleme (MRI) mıknatısı için, Liu ve diğerleri. ayrıca Nb-Ti bağlantılarını oluşturdu ve inceledi5. 1.{52}} mm2 Nb-Ti/Cu telden yapılmış ek yerleri, 1.160 A ve 4.2 K'de 0.6 T'de 1.{58}} Ic'ye sahipti. Daha yakın zamanda, 2015'te Motomune ve ark.6, lehim matrisinin değiştirilmesiyle oluşturulan Nb-Ti bağlantı noktalarındaki akım yollarını araştırdı. Nb-Ti süper iletken bağlantılarının MRI sektöründe sıklıkla yapılmasına ve MRI mıknatıslarının önemli bir parçası olmasına rağmen, bugüne kadar böyle bir araştırma yapılmadı. çok filamanlı Nb-Ti iletkenler için süper iletken birleştirme teknikleri üzerine çok araştırma.

Yanıt olarak, bu çalışmada iki çeşit Pb-Bi lehimi, Nb-Ti süperiletken bağlantıları için geçerli olasılıklar olarak Jc ve Tc açısından değerlendirildi. Daha sonra SEM, kalay (Sn) ile Cu matrisi ve Pb-Bi (SEM) ile Sn için ideal aşındırma süresini belirlemek için kullanıldı. Bu sonuçlar, çeşitli manyetik alanlarda 4.2 K'de oksidasyonu ve bunların karakterizasyonunu önlemek için büyük ölçüde inert bir atmosferde süper iletken bağlantıların üretilmesine yol açtı. Tek turlu bir Nb-Ti kapalı döngü bobin yapıldı ve bağlantı direncini doğru bir şekilde belirlemek için alan bozunma ölçüm yöntemi kullanılarak test edildi. Bir prototip Nb-Ti mıknatısında kalıcı mod çalışmasının gösterilmesiyle, kalıcı modlu bir mıknatıs için yeni inşa edilen Niobium-titanyum süper iletken eklemlerde kalıcı modun çalıştığı doğrulandı.

Sonuçlar
Süper iletken bağlantılar için test sonuçlarıyla birlikte, çok filamanlı bir Nb-Ti iletkenini süper iletken bir şekilde bağlamak için bir lehim matrisi değiştirme yöntemini açıkladık. İlk adım, iki Pb-Bi lehiminin, Pb44.5Bi55.5 ve Pb42Bi58'in süperiletkenlik yetenekleri üzerinde etkisi olabilecek bileşimlerini doğrulamaktı. Her iki lehimde de yüzde 1,6'ya varan bir Pb açığı vardı. Pb44.5Bi55.5 ve Pb42Bi58'in manyetik Jc'sinin 4.2 K'de 1 T'de sırasıyla 2.9 103 Acm2 ve 1.19 103 Acm2 olduğu, ancak Tc'nin (başlangıç) 8.5 olduğu bulundu. K her iki lehim için de ölçüldü. Şimdiye kadar bildirilen en iyi performans Pb44.5Bi55.5'in Jc'siydi. Pb44.5Bi55.5 ile yapılan en iyi eklemlerden birinin Ic değeri, 4.2 K'de 1.65 T'de 136 A idi. Manyetik ölçümün sonuçları, Pb44.5Bi55'e kıyasla Pb42Bi58 ile oluşturulan eklemlerin ortalama altı performansıyla tutarlıydı. 5. Ayrıca, yüksek bağlantı performansının elde edilmesinin, bağlantıda gevşek Cu tel bağlanmasıyla desteklenmediğini de not ettik. Eklem, tek dönüşlü bir Nb-Ti kapalı döngü bobini ile yapılmıştır, böylece alan bozunma ölçümü, eklem direncini tam olarak hesaplamak için kullanılabilir. Kalıcı mod çalışması için teknik spesifikasyonlara uyan ölçülen toplam devre direnci, 4.2 K'de kendi alanında 3.{52}} idi. Son olarak, iki eklemli bir Nb-Ti solenoid bobin ve bir PCS kullanıldı. Kalıcı modda çalışmayı göstermek için. Yüksek performanslı Nb-Ti süperiletken eklemlerin geliştirilmesi, bu yazıda bildirilen Niobium-titanium Superconducting Joints prosedürüne ilişkin metodik araştırma ve bulgularla mümkün olacaktır.

 

 

 

 

Popüler Etiketler: Niobyum-titanyum Süper İletken Bağlantı Elemanları, tedarikçiler, üreticiler, fabrika, özelleştirilmiş, satın al, fiyat, fiyat teklifi, kalite, satılık, stokta