المفاصل فائقة التوصيل النيوبيوم التيتانيوم

العلاقة بين تقنية الكم والموصلية الفائقة
تعتمد الحوسبة الكمية والاتصالات بشكل كبير على العناصر فائقة التوصيل مثل الأنابيب الشعرية المصنوعة من التيتانيوم النيوبيوم.

أنبوب شعري من التيتانيوم النيوبيوم

مادة الأنبوب الشعري Nb-Ti: Ti -45 Nb ، Nb53 بالمائة Ti47 بالمائة ، Nb -50 بالمائة Ti
مواصفات الأنبوب الشعري النيوبيوم - التيتانيوم:
سمك الجدار OD1mm X 0. 14mm X 1000mm
OD1.4mm X سمك الجدار 0. 14mm X 1000mm
OD2.2mm X سماكة الجدار 0. 18mm X 1500mm

 

المفاصل فائقة التوصيل المصنوعة من التيتانيوم والنيوبيوم

نظرًا للمقاومة الصفرية للمواد فائقة التوصيل ، تُستخدم الوصلات فائقة التوصيل النيوبيوم-تيتانيوم (Nb-Ti) بشكل شائع ككابلات فائقة التوصيل في صناعة الطاقة.

 

من أجل توفير مجال مغناطيسي فائق الاستقرار ، تتطلب عملية الوضع المستمر في نظام مغناطيسي فائق التوصيل وصلات فائقة التوصيل. هنا ، نقدم تقريرًا مفصلاً عن تقييم المفاصل فائقة التوصيل من النيوبيوم والتيتانيوم التي تم بناؤها بشكل عقلاني. تم استخدام نوعين من لحام الرصاص البزموت (Pb-Bi) ، بما في ذلك Pb42Bi58 كتكوين جديد ، في تقنية استبدال مصفوفة اللحام لإنشاء تقاطعات فائقة التوصيل للتطبيقات العملية. عند 4.2 كلفن ، وصلت جميع الوصلات إلى تيار حرج يزيد عن 200 ألف. في اختبار الملف ذي الحلقة المغلقة ، أنتجت تقنية الوصل الفائقة المحسنة لدينا مقاومة دارة كلية قدرها 3. 25 1014 عند 4.2 كلفن في المجال الذاتي. أخيرًا وليس آخرًا ، تم عرض عملية الوضع المستمر في ملف الملف اللولبي Nb-Ti مع مفتاح التيار المستمر ، وسيفتح هذا البحث الباب لإنشاء مفاصل فائقة التوصيل Nb-Ti عالية الأداء للاستخدام في العالم الحقيقي.

 

لا يمكن إنشاء مجال مغناطيسي قوي في مساحة صغيرة باستخدام مغناطيس نحاسي عادي (Cu) ، ولكن يمكن للمغناطيسات فائقة التوصيل. غالبًا ما تصنع المغناطيسات فائقة التوصيل من النيوبيوم تيتانيوم (Nb-Ti) ، الذي تبلغ درجة حرارته الحرجة 9.2 كلفن ويستخدم في مجموعة متنوعة من تطبيقات العالم الحقيقي. تعد القدرة على إنشاء "وصلات فائقة التوصيل" جديرة بالثقة إحدى الخصائص المميزة لـ Nb-Ti التي تجعلها مناسبة لمعظم التطبيقات التجارية. قد يعمل مغناطيس Nb-Ti في الوضع الثابت ويحقق مجالًا مغناطيسيًا فائق الاستقرار (معدل انجراف طويل المدى للحقل المغناطيسي بترتيب 0. 1 جزء في المليون / ساعة) بفضل المفاصل فائقة التوصيل 1.

يجب توصيل طرفي المغناطيس فائق التوصيل Nb-Ti بمفتاح التيار المستمر (PCS) باستخدام وصلات فائقة التوصيل من النيوبيوم والتيتانيوم من أجل تمكين التشغيل في الوضع المستمر. تم الإبلاغ عن تصنيع الوصلات فائقة التوصيل لموصلات Nb-Ti باستخدام مجموعة متنوعة من التقنيات ، بما في ذلك استبدال مصفوفة اللحام 2،3،4،5،6 ، اللحام بالموجات فوق الصوتية 7 ، اللحام بالانتشار 8 ، الضغط البارد 9،1 0 ، و لحام البقعة 10،11. من وجهة نظر الموثوقية ، غالبًا ما تستخدم تقنية استبدال مصفوفة اللحام باستخدام لحام الرصاص البزموت (Pb-Bi) ، وهو موصل فائق عند 4.2 كلفن ، في الإعدادات الصناعية لإنشاء مفاصل Nb-Ti. تم إجراء توصيلات Ti باستخدام تقنية استبدال مصفوفة اللحام في عام 19862. في المجال الذاتي عند 4.2 كلفن ، تمكنت الحلقة المغلقة ذات المفصل المفرد الذي تم إنشاؤه بالخارج من الوصول إلى كثافة تيار حرجة (Jc) تصل إلى 143 كيلو أمبير / سم 2 . مقاومة تقاطعات Nb-Ti المختلفة التي أنشأها Swenson et al. باستخدام نهج ثورنتون تم تقييمه باستخدام تقنية المجسات الأربعة التقليدية. كانوا قادرين على تحقيق مقاومات مشتركة لـ 1 1011 في 1 تيرابايت عند 4.2 كلفن ، كما تم الإبلاغ عن النتائج على العديد من مفاصل Nb-Ti لمغناطيس الرنين المغناطيسي النووي 400 ميجاهرتز بواسطة Cheng et al. في تجربة حلقة مغلقة ، وصل أحد مفاصلهم إلى تيار حرج (Ic) يبلغ 89.5 أمبير ومقاومة مشتركة قدرها 1. 8 1013 في 1 تسلا عند 4.2 كلفن لمغناطيس التصوير بالرنين المغناطيسي للحيوان (MRI) ذو 7 تيرابايت ، Liu et al. قام أيضًا بإنشاء وفحص مفاصل Nb-Ti 5. مفاصلها ، التي تم تصنيعها من سلك 1. 5 1 مم 2 Nb-Ti / Cu ، كان بها Ic يبلغ 1،160 أمبير و 1. 5 1014 في 0.6 تسلا عند 4.2 كلفن مؤخرًا ، في عام 2015 ، Motomune حقق وزملاؤه 6 في المسارات الحالية في تقاطعات Nb-Ti التي تم إنشاؤها عن طريق استبدال مصفوفة اللحام. على الرغم من حقيقة أن مفاصل Nb-Ti فائقة التوصيل يتم إجراؤها بشكل متكرر في قطاع التصوير بالرنين المغناطيسي وهي جزء أساسي من مغناطيس التصوير بالرنين المغناطيسي ، الكثير من الأبحاث حول تقنيات التوصيل فائقة التوصيل للموصلات Nb-Ti متعددة الشعيرات.

استجابة لذلك ، تم تقييم نوعين من لحام Pb-Bi في هذا العمل من حيث Jc و Tc كاحتمالات قابلة للتطبيق لتقاطعات Nb-Ti فائقة التوصيل. ثم تم استخدام SEM لتحديد وقت الحفر المثالي لمصفوفة النحاس مع القصدير (Sn) و Sn مع Pb-Bi (SEM). أدت هذه النتائج إلى تصنيع مفاصل فائقة التوصيل في جو خامل إلى حد كبير لمنع الأكسدة وتوصيفها عند 4.2 كلفن في مختلف المجالات المغناطيسية. تم تصنيع ملف حلقة مغلقة Nb-Ti أحادية الدورة واختبارها باستخدام طريقة قياس الانحلال الميداني من أجل تحديد مقاومة الوصلة بدقة. من خلال إظهار عملية الوضع المستمر في نموذج أولي لمغناطيس Nb-Ti ، تم تأكيد عمل الوضع المستمر في الوصلات الفائقة التوصيل المصنوعة حديثًا من النيوبيوم والتيتانيوم لمغناطيس الوضع الثابت.

الاستنتاجات
لقد وصفنا طريقة استبدال مصفوفة اللحام للتوصيل الفائق للموصل Nb-Ti متعدد الشعيرات ، جنبًا إلى جنب مع نتائج الاختبار للوصلات فائقة التوصيل. كانت الخطوة الأولى هي تأكيد تركيبات اثنين من جنود Pb-Bi ، Pb44.5Bi55.5 و Pb42Bi58 ، والتي قد يكون لها تأثير على قدرات الموصلية الفائقة. كان لدى كلا الجنديين عجز في الرصاص يصل إلى 1.6 بالمائة. تم العثور على مغناطيسي Jc لـ Pb44.5Bi55.5 و Pb42Bi58 ليكون 2. 9 103 Acm2 و 1. 19 103 Acm2 ، على التوالي ، في 1 T عند 4.2 K ، لكن Tc (بداية) 8.5 تم قياس K لكلا الجنديين ، وكان أفضل أداء تم الإبلاغ عنه على الإطلاق هو Jc لـ Pb44.5Bi55.5. كان Ic من أفضل المفاصل المصنوعة من Pb44.5Bi55.5 هو 136 A في 1.65 T عند 4.2 K. وكانت نتائج القياس المغناطيسي متوافقة مع أداء subpar للمفاصل التي تم إنشاؤها باستخدام Pb42Bi58 مقارنة بـ Pb44.5Bi55. 5. لاحظنا أيضًا أن تحقيق أداء عالٍ للمفصل لم يكن مفضلاً عن طريق ربط سلك النحاس المفكوك في المفصل. تم إنشاء المفصل بملف حلقة مغلقة Nb-Ti أحادية الدوران بحيث يمكن استخدام قياس انحلال المجال لحساب مقاومة المفصل تمامًا. كانت مقاومة الدائرة الإجمالية المقاسة ، والتي تتوافق مع المواصفات الفنية للتشغيل في الوضع الثابت ، 3. 25 1014 في المجال الذاتي عند 4.2 كلفن أخيرًا ، تم استخدام ملف لولبي Nb-Ti مع مفصلين و PCS لإظهار عملية الوضع المستمر. سوف يصبح تطوير وصلات فائقة التوصيل Nb-Ti عالية الأداء ممكنًا من خلال التحقيق المنهجي والنتائج حول إجراء المفاصل فائقة التوصيل النيوبيوم والتيتانيوم المذكورة في هذه الورقة.

 

 

 

 

الوسم : مفاصل النيوبيوم-التيتانيوم فائقة التوصيل ، الموردين ، الشركات المصنعة ، المصنع ، حسب الطلب ، الشراء ، السعر ، الاقتباس ، الجودة ، للبيع ، في الأوراق المالية