Cтатья
Анализ влияния деформации на структурные и электрофизические характеристики сверхпроводящих стрендов на основе Nb3Sn
Н. В. Коновалова
АО 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
АО Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов им. акад. А. А. Бочвара, ул. Рогова, 5а, 123098, Москва, Россия
А. С. Цаплева
АО Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов им. акад. А. А. Бочвара, ул. Рогова, 5а, 123098, Москва, Россия
К. А. Мареев
АО Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов им. акад. А. А. Бочвара, ул. Рогова, 5а, 123098, Москва, Россия
Г. А. Захарова
АО Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов им. акад. А. А. Бочвара, ул. Рогова, 5а, 123098, Москва, Россия
М. В. Алексеев
АО Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов им. акад. А. А. Бочвара, ул. Рогова, 5а, 123098, Москва, Россия
М. В. Поликарпова
АО Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов им. акад. А. А. Бочвара, ул. Рогова, 5а, 123098, Москва, Россия
А. Л. Васильев
Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники (КККиФ) НИЦ «Курчатовский институт», Ленинский проспект, 59, 119333, Москва, Россия
В. В. Артемов
Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники (КККиФ) НИЦ «Курчатовский институт», Ленинский проспект, 59, 119333, Москва, Россия
УДК 538.945
Аннотация
Создание дипольного магнита с рабочим магнитным полем 16 Тл для Будущего Кольцевого Коллайдера (FCC) требует разработки сверхпроводников с высокой плотностью критического тока, способных выдержать изготовление кабеля без значительного ухудшения их электрофизических свойств. В работе проведен анализ электрофизических свойств и количественной микроскопии разработанных Nb3Sn стрендов, изготовленных по технологии внутреннего источника олова с распределенным барьером в АО ЧМЗ с участием АО «ВНИИНМ». Также оценено влияние одноосной прокатки с разной степенью обжатия стренда на его микроструктуру и электрофизические свойства. Результаты показали, что при одноосной прокатке с обжатием на 10%–30% происходит искажение не только периферийного, но и центрального ряда субэлементов. Увеличение степени обжатия приводит к искажению тех субэлементов, которые лежат под углом максимального сдвига. В этих областях происходит разрушение барьера, что приводит к диффузии олова в медную стабилизирующую оболочку. Результаты анализа микрострук туры помогают выбрать оптимальный диаметр стренда для использования в кабелях резерфордовского типа.
Ключевые слова: сверхпроводник; кабель, стренд; Nb3Sn; микроструктура; аспектное соотношение.
Литература
[1] S. Hopkins, A. Baskys, B. Bordini, J. Fleiter, A. Ballarino, Journal of Physics: Conference Series 1559, 012026 (2020). DOI:10.1088/1742-6596/1559/1/012026
[2] S. Hopkins, B. Medina-Clavijo, C. Rastoll, D. Rodia, M. Malabaila, C. Barth, J. Fleiter, T. Boutboul, A. Ballarino, IEEE Transactions on Applied Superconductivity PP(99):1 (2024). DOI: 10.1109/TASC.2024.3375274
[3] A. Godeke. Performance boundaries in Nb3Sn superconductors: Ph.D. thesis / A. Godeke — The Netherlands, 2005. ISBN 90-365-2224-2
[4] A. D. McInturff, R. Benjegerdes, P. Bish, S. Caspi, K. Chow, D. Dell’Orco, D. Dietderich, R. Hannaford, W. Harnden, H. Higley, A. Lietzke, L. Morrison, M. Morrison, R. Scanlan, J. Smithwick, C. Taylor, J. van Oort. Proceedings of the 1997 Particle Accelerator Conference 3, 3212–4 (1997). DOI: 10.1109/PAC.1997.753158
[5] A. A. Polyanskii, P. J. Lee, M. C. Jewell, E. Barzi, D. Turrioni, A. V. Zlobin, D. C. Larbalestier, Supercond. Sci. Technol. 22, 095008 (2009). DOI: 10.1088/0953-2048/22/9/095008
[6] E. Barzi, R. Bossert, S. Caspi, D. Dietderich, P. Ferracin, A. Ghosh, D. Turrioni, R. Yamada, A.V. Zlobin, Appl. Supercond. 16, 319 (2006). DOI: 10.1109/TASC.2006.870785
[7] D. Turrioni, E. Barzi, M. Bossert, E.W. Collings, V. Nazareth, M.D. Sumption, R. Yamada, A.V. Zlobin, IEEE Trans. Appl. Supercond. 18, 1114 (2008). DOI: 10.1109/TASC.2008.922386
[8] A.K. Ghosh, E.A. Sperry, L.D. Cooley, A.M. Moodenbaugh, R.L. Sabatini, J.L. Wright, Sci. Technol. 18, L5–8 (2005). DOI: 10.1088/0953-2048/18/1/L02
[9] L.D. Cooley, C.M. Fischer, P.J. Lee, D.C. Larbalestier, J. Appl. Phys. 96, 2122–30 (2004). DOI: 10.1063/1.1763993
[10] A. Godeke, M.C. Jewell, C.M. Fischer, A.A. Squitieri, P.J. Lee, D.C. Larbalestier, J. Appl. Phys. 97, 093909 (2004). DOI: 10.1063/1.1890447
[11] I. Deryagina, E. Popova, E. Patrakov, IEEE Trans. on Appl. Supercond. 32, 6000505 (2022). DOI: 10.1109/TASC.2022.3157577
[12] A.V. Zlobin, V.V. Kashikhin, E. Barzi, IEEE Trans. on Appl. Supercond. 16, 1308 (2006). DOI: 10.1109/TASC.2006.870557
[13] M. Brown, C. Tarantini, W. Starch, W. Oates, P.J. Lee, D.C. Larbalestier, Supercond. Sci. Technol. 29, 084008 (2016). DOI: 10.1088/0953-2048/29/8/084008
[14] A. Tsapleva, N.V. Konovalova, K.A. Mareev, I.M. Abdyukhanov, M.V. Alekseev, I.I. Savelyev, A.A. Dezhurnov, D.S. Novosilova, M.V. Krylova, S.M. Zernov, M.Y. Shlyakhov, A.V. Eseneev, A.S. Kropachev, O.S. Krymskaya, M.G. Isaenkova, A.L. Vasiliev, V. V. Artemov, IEEE Trans. on Appl. Supercond. 32, 1 (2021). DOI: 10.1109/TASC.2022.3152707
[15] A. Nikulin, A. Shikov, A. Vorobieva, N. Khlebova, O. Malafeeva, V. Pantsyrnyi et al., Adv. Cryog. Eng. Mater. 42, 1337–43 (1996).
[16] A. Baskys, J.F. Croteau, M. Naus, C. Perez, C. Sanabria, A. Lin, I. Pong, IEEE Trans. on Appl. Supercond. 33, 4801605 (2023). DOI: 10.1109/TASC.2023.3265910.
[17] E. N. Popova, I. L. Deryagina, E. I. Patrakov, A. S. Tsapleva, I. M. Abdyukhanov, N. V. Konovalov, M. V. Alekseev, Physics of Metalls and Metallogr. 125, 1434 (2024). DOI: 10.1134/S0031918X24601549
[18] N. Kozlenkova, A. Shikov, V. Pantsyrnyi, A. Vorobieva, A. Mitin, E. Klimenko, Physica C Superconductivity 401, 87 (2004). DOI: 10.1016/j.physc.2003.09.015.
[19] Д.С. Новосилова, М. В. Поликарпова, И.М. Абдюханов, И.Л. Дерягина, Е.Н. Попова, Е.И. Патраков, А.С. Цаплеваa, М.В. Алексеев, Физика металлов и металловедение 122, 38 (2021). DOI: 10.31857/S0015323021010095