Суперконулукиращи сплави ниобий-титан подробности

Суперконулукиращи сплави ниобий-титан

Сред съществуващите свръхпроводими технологии, ниобий-титанова свръхпроводима сплав е най-широко използваният свръхпроводим материал.
Сплавта с масово съотношение близо 1:1 има добри свръхпроводими свойства. Неговата свръхпроводима критична температура на преход може да работи при температурата на течен хелий. Той може да предава плътност на тока (4.2К); най-високото поле на приложение може да достигне 10Т (100 000 Г) (4.2К).
Сплавта също така има отлични работни показатели, а суперпроводими телени и ленти продукти могат да бъдат получени чрез традиционни процеси на топене, обработка и топлинна обработка.
Ето защо, след като започне изследванията през 60-те години на миналия век, той бързо навлиза в производството в промишлен мащаб.
Годишното производство на Съединените щати достига 100 тона в края на 70-те години; Китай също така построи пробна производствена линия около 80-те години на миналия век.

Практическите свръхпроводими материали са предимно прости двоични сплави, съдържащи 35% до 55% Нб; някои тантал и цирконий могат да бъдат добавени за подобряване на свръхпроводимите свойства.
Поради стабилността на свръхпроводимостта чиста мед, чист алуминий или медно-никелова сплав често се използват като матричен материал за свръхпроводими материали, а множество тънки ядра са инкрустирани, за да образуват композитни многоядрени свръхпроводими материали.
Свръхпроводимата тел може да съдържа десетки до десетки хиляди Nb-Ti ядра, а минималният диаметър на ядрото може да достигне 1 μm.
В допълнение, в зависимост от случая на приложение, многоядреният проводник често се усуква и транспонира, за да се намалят загубите и да се увеличи електромагнитната стабилност.

Основната технология за обработка на свръхпроводими материали е: топене на чист титан и чист ниобий в сплавни блокове с консумативна електрическа дъгова пещ или плазмена пещ и след това горещо екструдиране до отворени заготовки, а след това горещо валцуване и студено изтегляне в пръти; След това поставете пръчката от сплав Nb-Ti в медната тръба без кислород като матричен материал, за да се образува един мандър; и го преработва в многоядрен Nb-Ti свръхпроводим проводник и лента чрез множество композитни сглобки.
Материалът трябва да бъде подложен на многократна голяма студена обработка (скорост на обработка над 90%) и ниска температура (под 400 ° С), така че свръхпроводникът да може да получи достатъчно ефективни центрове за закрепване и да подобри свръхпроводимостта на свръхпроводимия материал.
Поради характеристиките на топлинната загуба на Жул, причинена от ефекта на нулево съпротивление на свръхпроводниците, и способността на свръхпроводниците да пренасят високи транспортни токове под силни магнитни полета, свръхпроводниците са особено подходящи за електротехници с големи токове и силни магнитни полета. полево приложение.
Например: високополеви магнити, генератори, двигатели, генериране на магнитна течност, контролирани термоядрени реакции, устройства за съхранение на енергия, високоскоростни магнитни влакове, корабни електромагнитни задвижващи и преносни кабели и др.

Досега най-успешните приложения на свръхпроводимите материали от сплави са: големи циклотронни високоенергийни ускорители с диаметър над 1 км и магнитен резонанс диагностични инструменти, широко използвани в медицинския сектор.

Въпреки че в средата на 80-те години учените откриха меден оксид високотемпературен свръхпроводник, който може да работи при температура на течен азот (77К); Разходи и десетилетия опит в научните изследвания, производството и разработването на приложения, ниобий-титанова сплав все още е най-важният практически суперпроводим материал в света днес.

Съставът на ниобиево-титановия свръхпроводим сплавен материал трябва да отговаря на изискванията на възможно най-високо, обикновено в диапазона на Нб-(40%-55%)Ти.

Този състав на сплавта може не само да получи подходящо високи, но и да произвежда свръхпроводими материали с висока капацитет за носене на ток и голям брой утаени фази.

Има 6 вида ниобиево-титанова сплав свръхпроводими материали, използвани в международен план:
Nb-44Ti, Nb-46.5Ti, Nb-48Ti, Nb-50Ti, Nb-53Ti, Nb-55Ti и др., сред които Nb-46.5Ti и Nb-50Ti са широко използвани категории сплавни компоненти.

Приложение на ниобий-титанова свръхпроводима сплав
Свръхпроводими материали от ниобий-титанова сплав са използвани в широкомащабни устройства като свръхпроводими високоенергийни ускорители, свръхпроводими ядрени магнитни резонансни диагностични инструменти, свръхпроводими магнитни влакове с висока скорост и свръхпроводими силни магнитни сепаратори;
Използва се и в разработването на енергия като контролиран ядрен синтез, генериране на енергия с магнитни флуиди, генератори, пренос на енергия и съхранение на енергия.

В допълнение, той се използва в силни магнитни системи за задвижване (кораби, кораби, високоскоростни устройства за изстрелване и др.) и военна отбрана.

Накратко, пластмасовият ниобий-титанова сплав свръхпроводим материал играе важна роля в широкомащабните свръхпроводими устройства за приложение и е най-използваният (> 95%) свръхпроводим материал в света.

свръхпроводник NbTi сплавен прът

  Nb-50% Ti-50% Въведение

Нб-50% Ти-50% има добра свръхпроводимост и се използва в свръхпроводимата промишленост. Той също е много силен, така че се използва и в космическата промишленост.

  Nb-50% Ti-50% е сплав, състояща се от ниобий ититан. Обикновено съдържанието на титан е между 20% и 60% за индустриално използвани ниобиеви титанови сплави. Най-типичната ниобиева титанова сплав е приблизително титан 66%.

  Ниобиевата титанова сплав е важен сплавен свръхпроводников материал. Неговата свръхпроводима преходна температура е 8К до 10К. Ако в сплавта се добавят други елементи, свръхпроводимостта ще бъде подобрена.

  Ниобиевата титанова сплав се синтерира от сплавен прах. Използваме вакуумна електродна дъгова пещ или електронно-лъчева пещ, за да разтопим сплавените блокове. Ниобиевите титанови сплави могат да бъдат в различни форми лист, бар, тел, цел.