Niob-titan superledende skjøter

Sammenhengen mellom kvanteteknologi og superledning
Kvantedatabehandling og kommunikasjon er sterkt avhengig av superledende elementer som niob titan kapillærrør.

Niob titan kapillærrør

Materiale av Nb-Ti kapillarrør: Ti-45Nb, Nb53 prosent Ti47 prosent, Nb-50 prosent Ti
Spesifikasjon av niob-titan kapillærrør:
OD1mm X Veggtykkelse 0.14mm X 1000mm
OD1.4mm X Veggtykkelse 0.14mm X 1000mm
OD2.2mm X Veggtykkelse 0.18mm X 1500mm

 

Niob titan superledende skjøter

På grunn av nullmotstanden til superledende materialer, er niob-titan (Nb-Ti) superledende skjøter ofte brukt som superledende kabler i kraftindustrien.

 

For å gi et ultrastabilt magnetfelt krever vedvarende modusdrift i et superledende magnetsystem superledende skjøter. Her gir vi en detaljert rapport om evaluering av niob-titan superledende ledd som er rasjonelt konstruert. To typer bly-vismut (Pb-Bi) loddemetall, inkludert Pb42Bi58 som en ny komposisjon, ble brukt i en loddematriseerstatningsteknikk for å lage superledende koblinger for praktiske applikasjoner. Ved 4,2 K nådde alle ledd en kritisk strøm på mer enn 200 A. I en spoletest med lukket sløyfe ga vår forbedrede superledende sammenføyningsteknikk en total kretsmotstand på 3.25 1014 ved 4,2 K i selvfelt. Sist, men ikke minst, ble vedvarende modusdrift i en Nb-Ti-magnetspole med en vedvarende strømbryter vist. Denne forskningen vil åpne døren for å lage høyytelses Nb-Ti-superledende skjøter for bruk i den virkelige verden.

 

Det er ikke mulig å lage et kraftig magnetfelt på et lite rom ved hjelp av vanlige kobber (Cu)-baserte magneter, men superledende magneter kan. Superledende magneter er ofte laget av niob-titan (Nb-Ti), som har en kritisk temperatur (Tc) på 9,2 K og brukes i en rekke virkelige applikasjoner. Evnen til å lage pålitelige "superledende skjøter" er en av de karakteristiske egenskapene til Nb-Ti som gjør den egnet for de fleste kommersielle bruksområder. Nb-Ti-magneten kan fungere i vedvarende modus og oppnå et ultrastabilt magnetfelt (langsiktig drifthastighet for magnetfeltet i størrelsesorden 0.1 ppm/t) takket være de superledende leddene1.

De to endene av en Nb-Ti superledende magnet bør kobles til en vedvarende strømbryter (PCS) som bruker niobium-titan superledende skjøter for å muliggjøre drift i vedvarende modus. Produksjonen av de superledende forbindelsene til Nb-Ti-ledere er rapportert ved bruk av en rekke teknikker, inkludert erstatning av loddematrise2,3,4,5,6, ultralydsveising7, diffusjonssveising8, kaldpressing9,10 og punktsveising10,11. Fra et pålitelighetssynspunkt blir loddematriseerstatningsteknikken ved bruk av bly-vismut (Pb-Bi) loddemetall, som er superledende ved 4,2 K, ofte brukt i industrielle omgivelser for å lage Nb-Ti-skjøter11. Thornton rapporterte den første høyytelses Nb- Ti-forbindelser laget ved bruk av loddematrise-erstatningsteknikken i 19862. I selvfelt ved 4,2 K kunne en lukket sløyfe med en enkelt skjøt som ble konstruert utenfor nå en kritisk strømtetthet (Jc) på opptil 143 kA/cm2 . Resistiviteten til forskjellige Nb-Ti-kryss skapt av Swenson et al. ved å bruke Thornton-tilnærmingen ble evaluert ved bruk av den konvensjonelle fire-probe-teknikken3. De var i stand til å oppnå leddmotstander på 1 1011 i 1 T ved 4,2 K. Resultater på en rekke Nb-Ti-ledd for en 400 MHz kjernemagnetisk resonansmagnet ble også rapportert av Cheng et al. I et lukket sløyfeeksperiment, ett av leddene deres nådde en kritisk strøm (Ic) på 89,5 A og leddmotstand på 1,8 1013 i 1 T ved 4,2 K. For en 7 T magnetisk resonansavbildning (MRI)-magnet for dyr, Liu et al. også laget og undersøkt Nb-Ti ledd5. Skjøtene, som var laget av 1.5 1 mm2 Nb-Ti/Cu-tråd, hadde en Ic på 1.160 A og 1.5 1014 i 0,6 T ved 4,2 K. Nylig, i 2015, Motomune et al.6 undersøkte strømbanene i Nb-Ti-kryss opprettet ved å erstatte loddematrisen. Til tross for at Nb-Ti-superledende skjøter ofte lages i MR-sektoren og er en vesentlig del av MR-magneter, har det ikke vært mye forskning på superledende sammenføyningsteknikker for multifilamentære Nb-Ti-ledere.

Som svar ble to varianter av Pb-Bi loddemetall vurdert i dette arbeidet med tanke på deres Jc og Tc som levedyktige muligheter for Nb-Ti superledende kryss. SEM ble deretter brukt til å bestemme den ideelle etsetiden for Cu-matrisen med tinn (Sn) og Sn med Pb-Bi (SEM). Disse resultatene førte til fremstilling av superledende ledd i en stort sett inert atmosfære for å forhindre oksidasjon og deres karakterisering ved 4,2 K i forskjellige magnetiske felt. En enkelt-omdreinings Nb-Ti lukket-sløyfe-spole ble laget og testet ved bruk av felt-forfall-målemetoden for å nøyaktig bestemme kryssmotstanden. Ved å vise persistent-modus-operasjon i en prototype Nb-Ti-magnet, ble vedvarende-modus-funksjonen i de nykonstruerte niobium-titan-superledende leddene for en vedvarende-modus-magnet bekreftet.

Konklusjoner
Vi har beskrevet en loddematrise-erstatningsmetode for superledende å feste en multifilament Nb-Ti-leder, sammen med testresultater for de superledende koblingene. Det første trinnet var å bekrefte sammensetningen av to Pb-Bi-loddemidler, Pb44.5Bi55.5 og Pb42Bi58, som kan ha innvirkning på deres superledende evner. Begge loddene hadde et Pb-underskudd på opptil 1,6 prosent. Den magnetiske Jc til Pb44.5Bi55.5 og Pb42Bi58 ble funnet å være henholdsvis 2.9 103 Acm2 og 1.19 103 Acm2 i 1 T ved 4,2 K, men Tc (begynnelse) på 8,5 K ble målt for begge loddene. Den beste ytelsen som noen gang er rapportert var Jc til Pb44.5Bi55.5. Ic-en til en av de beste skjøtene laget med Pb44.5Bi55.5 var 136 A i 1,65 T ved 4,2 K. Resultatene av den magnetiske målingen stemte overens med subpar ytelsen til skjøtene laget med Pb42Bi58 sammenlignet med Pb44.5Bi55. 5. Vi la også merke til at det å oppnå høy skjøteytelse ikke var begunstiget av løs Cu-trådbinding i skjøten. Skjøten ble konstruert med en enkeltomdreinings Nb-Ti lukket sløyfespole slik at feltforfallsmålingen kunne brukes til å beregne skjøtmotstanden nøyaktig. Den målte totale kretsmotstanden, som samsvarer med de tekniske spesifikasjonene for persistent-modus drift, var 3.25 1014 i selvfelt ved 4,2 K. Til slutt ble det brukt en Nb-Ti solenoidspole med to ledd og en PCS for å vise drift i vedvarende modus. Utviklingen av Nb-Ti superledende skjøter med høy ytelse vil bli muliggjort av den metodiske undersøkelsen og funnene om niobium-titan superledende skjøter som er rapportert i denne artikkelen.

 

 

 

 

Populære tags: Niobium-titan superledende ledd, leverandører, produsenter, fabrikk, tilpasset, kjøp, pris, tilbud, kvalitet, til salgs, på lager