Статья
Особенности электрофизических свойств сверхпроводников на основе Nb3Sn с общим барьером, изготовленных по методу внутреннего источника олова
Н. В. Коновалова
Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов им. акад. А. А. Бочвара, ул. Рогова, 5а, 123098, Москва, Россия
e-mail: NViKonovalova@bochvar.ru
И. М. Абдюханов
Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов им. акад. А. А. Бочвара, ул. Рогова, 5а, 123098, Москва, Россия
А. С. Цаплева
Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов им. акад. А. А. Бочвара, ул. Рогова, 5а, 123098, Москва, Россия
И. И. Савельев
Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов им. акад. А. А. Бочвара, ул. Рогова, 5а, 123098, Москва, Россия
М. В. Алексеев
Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов им. акад. А. А. Бочвара, ул. Рогова, 5а, 123098, Москва, Россия
К. А. Мареев
Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов им. акад. А. А. Бочвара, ул. Рогова, 5а, 123098, Москва, Россия
Д. С. Новосилова
Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов им. акад. А. А. Бочвара, ул. Рогова, 5а, 123098, Москва, Россия
УДК 538.945
Аннотация
Представлены результаты исследования многоволоконных Nb3Sn сверхпроводников, изготовленных по методу внутреннего источника олова, с общим барьером. Изготовлены две экспериментальные партии сверхпроводников, отличающиеся количеством субэлементов, диаметром 1.0 и 0.82 мм. Исследовано влияние конструктивных параметров на микроструктуру, плотность критического тока, параметр RRR и гистерезисные потери. Установлено, что увеличение количества субэлементов приводит к росту плотности критического тока в магнитном поле 12 Тл. Показано, что уменьшение диаметра сверхпроводника сопровождается искажением геометрии субэлементов и ростом гистерезисных потерь. Продемонстрировано, что применение медных разделителей, вследствие их деформации в процессе волочения, не обеспечивает существенного снижения гистерезисных потерь. Наиболее эффективным подходом к снижению потерь является использование разделителей из резистивных материалов, например, из сплава Cu-Mn, препятствующих электромагнитной связи между волокнами.
Ключевые слова: сверхпроводник; стренд; Nb3Sn; микроструктура; гистерезисные потери; внутренний источник.
Литература
[1] Р. Жолудь. Дотянуться до звезд: термоядерные достижения разных стран. Новый атомный эксперт: информационно-аналитическое издание, приложение к журналу «Атомная энергия» 27, 6 (2025).
[2] X. Li, M. Ainslie, D. Song, W. Yang, R. Macián-Juan, Superconductor Science and Technology 38, 033001 (2025). DOI: 10.1088/1361-6668/ada9d2
[3] Julia Haack, Arabian Journal for Science and Engeneering 50, 3233 (2024). DOI:10.1007/s13369-024-08720-4
[4] S.P. Kwon, Progress in Superconductivity and Cryogenics 24, 7 (2022). DOI: 10.9714/psac.2022.24.2.00.
[5] S.A. Lelekhov, A.V. Krasil’nikov, B.V. Kuteev, I.A. Kovalev, D.P. Ivanov, A.I. Ryazanov, M.I. Surin, S.V. Shavkin, V.S. Vysotsky, L.V. Potanina, G.G. Svalov, I.M. Abdyukhanov, M.V. Alekseev, A.S. Tsapleva, V.I. Pantsyrny, E.R. Zapretilina, I.Yu. Rodin, А.А. Voronova, IEEE Transactions on Applied Superconductivity 28, 4200305 (2018). DOI: 10.1109/TASC.2017.2768186
[6] N. Mitchell, J. Zheng, Ch. Vorpahl, V. Corato, Ch. Sanabria, M. Segal, B. Sorbom, R. Slade, G. Brittles, R. Batema, Superconductor science and technology 34, 103001 (2021). DOI:10.1088/1361-6668/ac0992
[7] M.V. Krylova, I.M. Abdyukhanov, A.S. Tsapleva, et al. The microstructure of Nb3Sn superconductors differing in the number of copper inserts at various stages of heat treatment // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering : 27th International Cryogenics Engineering Conference and International Cryogenic Materials Conference 2018, ICEC-ICMC 2018, 2019. – P. 012174.
[8] P.A. Lukyanov, V.I. Pantsyrny, M.V. Polikarpova, V.V. Guryev, D.S. Novosilova, K.O. Bazaleeva, A.S. Tsapleva et al., Journal of Physics: Conference Series 1559, 012061 (2020). DOI: 10.1088/1742-6596/1559/1/012061
[9] V. Pantsyrny, A. Shikov, A. Vorobieva, Cryogenics 48, 354 (2008). DOI: 10.1016/j.cryogenics.2008.04.006
[10] I. Abdyukhanov, Internal tin strands designed in RF for application in high field dipoles / I. Abdyukhanov // 2TUP23: poster session presented at the FCC Week 2017, Intercontinental Hotel, Berlin, 30 May 2017. – Berlin, 2017.
[11] Y.G. Shi, K. Zhang, J.W. Liu, B. Wu, H.X. Gao, J.F. Li, X.H. Liu, Y. Feng, P.X. Zhang, IEEE Transactions on Applied Superconductivity 28, 6001004 (2018). DOI: 10.1109/TASC.2018.2801321
[12] И.М. Абдюханов, М.В. Алексеев, М.В. Крылова, Р.Т. Алиев, А.С. Цаплева, Е.А. Зубок, А.Г. Силаев, В.И. Панцырный, С.М. Зернов. Патент RU 2770617 «Сверхпроводящий композиционный провод на основе Nb3Sn». дата опубл. 19.04.2022.
[13] И.М. Абдюханов, М.В. Алексеев, М.В. Крылова, Р.Т. Алиев, А.С. Цаплева , Е.А. Зубок, А.Г. Силаев, В.И. Панцырный, С.М. Зернов, Патент RU 2741783 «Заготовка для изготовления сверхпроводящего композиционного провода на основе Nb3Sn». дата опубл. 28.01.2021.
[14] V.R. Nazareth. Characterization of the Interdiffusion Microstructure, A15 Layer Growth and Stoichiometry in Tube-Type Nb₃Sn Composites: master’s thesis / Vishal Ryan Nazareth; The Ohio State University. – Columbus, 2008.
[15] I. Pong, L.-R. Oberli, L. Bottura, Superconductor Science and Technology 26, 105002 (2013). DOI: 10.1088/0953-2048/26/10/105002
[16] J. Liu, Y. Shi, B. Wu, K. Zhang, J. Li, X. Liu, Y. Feng, P. Zhang, IEEE Transactions on Applied Superconductivity 28, 6000305 (2018). DOI: 10.1109/TASC.2018.2791617
[17] М.В. Крылова. Экспериментальное обоснование конструкции и режимов термообработки Nb3Sn сверхпроводников для современных ускорителей: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук: 2.6.1 / Крылова Мария Владимировна — Москва, 2022. — 145 с.
[18] X. Xu, F. Wan, X. Peng, Superconductor Science and Technology 38, 125024 (2025).