超导电线

超导电线是由超导材料制成的电线。 当冷却到低于它们的转变温度时,它们的电阻为零。 最常见的是使用铌钛等传统超导体,但 YBCO 等高温超导体正在进入市场

超导电线相对于铜或铝的优势包括更高的xxx电流密度和零功耗。 它的缺点包括将导线冷却到超导温度的成本(通常需要液氮液氦等致冷剂)、导线淬火的危险(超导性突然丧失)、某些超导体的机械性能较差以及 电线材料和施工成本。

它的主要应用是超导磁体,用于需要高磁场科学医疗设备

重要参数

通常选择结构工作温度以最大化:

  • 临界温度 Tc,低于该温度线会变成超导体
  • 临界电流密度 Jc,超导线材每单位横截面积可以承载的xxx电流。
  • 超导电线/胶带/电缆通常包含两个主要特征
  • 超导化合物(通常以细丝/涂层的形式)
  • 传导稳定剂,在超导材料失去超导性(称为猝灭)时承载电流。

电流共享温度 Tcs 是传输通过超导体的电流也开始流过稳定器的温度。 但是,Tcs并不等同于淬火温度(或临界温度)Tc; 在前一种情况下,超导性会部分丧失,而在后一种情况下,超导性会完全丧失。

LTS 线材

低温超导体 (LTS) 线材由临界温度低的超导体制成,例如 Nb3Sn(铌-锡)和 NbTi(铌-钛)。 超导体通常是铜或铝基体中的细丝形式,如果超导体因任何原因淬火,该铜或铝基体承载电流。 超导体细丝可以构成导线总体积的三分之一。

准备

高温超导丝

高温超导体(HTS)线材是由具有高临界温度(高温超导性)的超导体制成的,例如YBCO和BSCCO。

粉管

管内粉末(PIT,或管内氧化物粉末,OPIT)工艺是一种挤压工艺,通常用于用脆性超导材料(如铌锡或二硼化镁)和陶瓷铜酸盐超导体(如 BSCCO)制造电导体。 它已被用于形成铁 pnictides 的线。 (PIT 不用于钇钡铜氧化物,因为它没有在 PIT 工艺中产生足够“纹理”(对齐)所需的薄弱层。)

超导电线

使用此工艺是因为高温超导体对于正常的线材成型工艺来说太脆了。 管子是金属的,通常是银的。 通常加热管子以使粉末混合物发生反应。 一旦发生反应,管子有时会变平,形成带状导体。 所得电线不像传统金属线那样柔韧,但足以满足许多应用。

该过程有原位和非原位变体,以及结合两者的“双核”方法。

涂层超导带或线

涂层超导带被称为第二代超导线材。 这些电线呈金属带状,宽度约为 10 毫米,厚度约为 100 微米,涂有 YBCO 等超导体材料。

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