Niobium-titanium superledende samlinger

Forbindelsen mellem kvanteteknologi og superledning
Kvanteberegning og kommunikation er stærkt afhængig af superledende emner som niobium titanium kapillarrør.

Niobium Titanium kapillarrør

Materiale af Nb-Ti kapillarrør: Ti-45Nb, Nb53 procent Ti47 procent, Nb-50 procent Ti
Specifikation af Niobium-Titanium kapillarrør:
OD1mm X Vægtykkelse 0.14mm X 1000mm
OD1.4mm X Vægtykkelse 0.14mm X 1000mm
OD2.2mm X Vægtykkelse 0.18mm X 1500mm

 

Niobium Titanium superledende samlinger

På grund af superledende materialers nulmodstand er niobium-titanium (Nb-Ti) superledende samlinger almindeligvis brugt som superledende kabler i elindustrien.

 

For at give et ultrastabilt magnetfelt kræver vedvarende drift i et superledende magnetsystem superledende samlinger. Her giver vi en detaljeret rapport om evalueringen af ​​niobium-titanium superledende samlinger, der er blevet rationelt konstrueret. To typer bly-vismut (Pb-Bi) loddemidler, inklusive Pb42Bi58 som en ny sammensætning, blev brugt i en loddematrixudskiftningsteknik til at skabe superledende forbindelser til praktiske anvendelser. Ved 4,2 K nåede alle led en kritisk strøm på mere end 200 A. I en spoletest med lukket sløjfe producerede vores forbedrede superledende sammenføjningsteknik en samlet kredsløbsmodstand på 3.25 1014 ved 4,2 K i selvfelt. Sidst, men ikke mindst, blev der vist vedvarende drift i en Nb-Ti magnetspole med en vedvarende strømkontakt. Denne forskning vil åbne døren til skabelsen af ​​højtydende Nb-Ti superledende samlinger til brug i den virkelige verden.

 

Det er ikke muligt at skabe et kraftigt magnetfelt i et lille rum ved hjælp af almindelige kobber (Cu)-baserede magneter, men det kan superledende magneter. Superledende magneter er ofte lavet af niobium-titanium (Nb-Ti), som har en kritisk temperatur (Tc) på 9,2 K og bruges i en række af virkelige applikationer. Evnen til at skabe troværdige "superledende samlinger" er en af ​​de karakteristiske egenskaber ved Nb-Ti, der gør den velegnet til de fleste kommercielle applikationer. Nb-Ti-magneten kan fungere i den vedvarende tilstand og opnå et ultrastabilt magnetfelt (langsigtet drifthastighed af magnetfeltet i størrelsesordenen 0.1 ppm/h) takket være de superledende samlinger1.

De to ender af en Nb-Ti superledende magnet skal forbindes til en persistent-current switch (PCS) ved hjælp af niobium-titanium superledende samlinger for at muliggøre persistent-mode drift. Fremstillingen af ​​de superledende forbindelser af Nb-Ti-ledere er blevet rapporteret ved hjælp af en række forskellige teknikker, herunder udskiftning af loddematrix2,3,4,5,6, ultralydssvejsning7, diffusionssvejsning8, koldpresning9,10 og punktsvejsning10,11. Fra et pålidelighedssynspunkt bruges loddematrixudskiftningsteknikken, der anvender bly-bismuth (Pb-Bi) loddemetal, som er superledende ved 4,2 K, ofte brugt i industrielle omgivelser til at skabe Nb-Ti samlinger11. Thornton rapporterede den første højtydende Nb- Ti-forbindelser lavet ved hjælp af loddematrixudskiftningsteknikken i 19862. I selvfelt ved 4,2 K var en lukket sløjfe med en enkelt samling, der var konstrueret udenfor, i stand til at nå en kritisk strømtæthed (Jc) på op til 143 kA/cm2 . Resistiviteten af ​​forskellige Nb-Ti-forbindelser skabt af Swenson et al. ved hjælp af Thornton-tilgangen blev evalueret ved hjælp af den konventionelle fire-probe-teknik3. De var i stand til at opnå ledmodstande på 1 1011 i 1 T ved 4,2 K. Resultater på adskillige Nb-Ti samlinger for en 400 MHz kernemagnetisk resonansmagnet blev også rapporteret af Cheng et al. I et lukket sløjfeeksperiment, et af deres led nåede en kritisk strøm (Ic) på 89,5 A og ledmodstand på 1.8 1013 i 1 T ved 4,2 K. For en 7 T magnetisk resonansbilleddannelsesmagnet (MRI) fra dyr, Liu et al. også skabt og undersøgt Nb-Ti led5. Dens samlinger, som var lavet af 1.5 1 mm2 Nb-Ti/Cu-tråd, havde en Ic på 1.160 A og 1.5 1014 i 0,6 T ved 4,2 K. For nylig, i 2015, Motomune et al.6 undersøgte strømbanerne i Nb-Ti-forbindelser skabt ved at erstatte loddematrixen. På trods af at Nb-Ti-superledende samlinger ofte laves i MR-sektoren og er en væsentlig del af MR-magneter, har der ikke været megen forskning i de superledende sammenføjningsteknikker for multifilamentære Nb-Ti-ledere.

Som svar blev to varianter af Pb-Bi-loddemetal vurderet i dette arbejde med hensyn til deres Jc og Tc som levedygtige muligheder for Nb-Ti-superledende forbindelser. SEM blev derefter brugt til at bestemme den ideelle ætsetid for Cu-matricen med tin (Sn) og Sn med Pb-Bi (SEM). Disse resultater førte til fremstilling af superledende samlinger i en stort set inert atmosfære for at forhindre oxidation og deres karakterisering ved 4,2 K i forskellige magnetiske felter. En enkelt-drejning Nb-Ti lukket-sløjfe spole blev fremstillet og testet ved hjælp af felt-decay målemetoden for nøjagtigt at bestemme overgangsmodstanden. Ved at vise persistent-mode-drift i en prototype Nb-Ti-magnet, blev persistent-mode-funktion i de nykonstruerede niobium-titanium-superledende samlinger til en persistent-mode-magnet bekræftet.

Konklusioner
Vi har beskrevet en loddematrix-erstatningsmetode til superledende fastgørelse af en multifilament Nb-Ti-leder sammen med testresultater for de superledende forbindelser. Det første trin var at bekræfte sammensætningen af ​​to Pb-Bi lodninger, Pb44.5Bi55.5 og Pb42Bi58, hvilket kan have en indvirkning på deres superledende evner. Begge lodninger havde et Pb-underskud på op til 1,6 procent. Den magnetiske Jc for Pb44.5Bi55.5 og Pb42Bi58 viste sig at være henholdsvis 2.9 103 Acm2 og 1.19 103 Acm2 i 1 T ved 4,2 K, men Tc (begyndelse) på 8,5 K blev målt for begge lodninger. Den bedste ydeevne, der nogensinde er rapporteret, var Jc af Pb44.5Bi55.5. Ic'en for en af ​​de bedste samlinger lavet med Pb44.5Bi55.5 var 136 A i 1.65 T ved 4.2 K. Resultaterne af den magnetiske måling stemte overens med den subpar-ydelse af leddene skabt med Pb42Bi58 sammenlignet med Pb44.5Bi55. 5. Vi bemærkede også, at opnåelse af høj fugeydelse ikke var begunstiget af løs Cu-trådbinding i samlingen. Samlingen blev konstrueret med en enkeltdrejet Nb-Ti lukket-sløjfe spole, således at felt-henfaldsmålingen kunne bruges til at beregne samlingsmodstanden nøjagtigt. Den målte samlede kredsløbsmodstand, som overholder de tekniske specifikationer for persistent-mode drift, var 3.25 1014 i selvfelt ved 4,2 K. Til sidst blev der brugt en Nb-Ti magnetspole med to led og en PCS for at vise drift i vedvarende tilstand. Udviklingen af ​​højtydende Nb-Ti-superledende samlinger vil blive muliggjort af den metodiske undersøgelse og resultaterne af Niobium-titanium-superledende samlinger, der er beskrevet i dette papir.

 

 

 

 

Populære tags: Niobium-titanium superledende samlinger, leverandører, producenter, fabrik, tilpasset, køb, pris, tilbud, kvalitet, til salg, på lager