Способ получения сверхпроводника на основе соединения а-15
Использование: в устройствах, предназначенных для работы на переменном токе и в быстроизменяющихся магнитных полях. Сущность изобретения: сверхпроводник на основе соединения A-15 с легированной матрицей получают путем формирования композита, его деформирования с проведением промежуточных отжигов и окончательной термообработки для образования интерметаллидов. При этом легирующую добавку выбирают из материалов с удельным электросопротивлением не ниже 8k10-8 Омм при t = +20oC в виде прутков, равномерно распределенных по объему композита при его сборке. Изобретение позволяет упростить и удешевить процесс получения сверхпроводника и повысить удельное сопротивление материала матрицы. 13. п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах, предназначенных для работы на переменном токе и в быстроизменяющихся магнитных полях.
Известен способ получения композитного сверхпроводника на основе интерметаллического соединения A-15, например, Nb3Sn, включающий деформацию до необходимого поперечного сечения с проведением промежуточных отжигов заготовки, содержащей деформируемую бронзовую медно-оловянную матрицу и ниобий; дальнейший диффузионный отжиг полученного провода, в результате которого образуется композитный сверхпроводник, представляющий собой систему сверхпроводящих волокон на основе Nb3Sn в бронзовой матрице (см. патент Великобритании N 1280583, H1K, H01V 11/00 05.07.72). Однако полученные таким образом сверхпроводники обладают исходным небольшим значением поперечного удельного электросопротивления, которое уменьшается в процессе диффузионной термообработки из-за обеднения по олову бронзовой матрицы, вследствие образования на ниобиевых волокнах соединения Nb3Sn. Поэтому использование указанных композитов для создания сверхпроводящих магнитных систем, предназначенных для работы в переменных полях неэффективно, так как в матрице с низким сопротивлением в поперечном к оси провода направлении переменное магнитное поле будет наводить поперечные вихревые токи, протекающие по сверхпроводящей фазе и замыкающиеся через матрицу, обеспечивая таким образом электрическую связь между сверхпроводящими волокнами, являющуюся источником потерь. Кроме того, в пределах материала матрицы будут наводиться вихревые токи Фуко, которые приведут к дополнительным потерям. Известен также способ получения композитного сверхпроводника с легированным материалом матрицы на основе соединения A-15, например Nb3Sn, включающий формирование композита, содержащего ниобий в легированной цинком деформируемой бронзовой медно-оловянной матрице, причем легирующий элемент вводится в состав шихты, из которой получают бронзовый сплав; затем деформирование композита до необходимого поперечного сечения с проведением промежуточных отжигов; осуществление окончательной термообработки с целью образования интерметаллического соединения Nb3Sn в процессе диффузионного взаимодействия между ниобием и матричным материалом (см. статью Wada H, Kimura M. Tachikawa K. Superconducting Properties of the Composit-processed Nb3Sn Superconductor with the Cu-Sn-Zn Matrix J. Mater. Sci. 1978, v. 13, p.p. 1943-1950 "прототип"). Введение легирующих добавок в медно-оловянную шихту способствует в конечном счете ускорению образования слоев интерметаллида Nb3Sn, увеличивает критические характеристики, улучшает эксплуатационные свойства композитных сверхпроводников. Однако существующий способ легирования не позволяет получить композитный материал с возможно более высоким значением удельного электросопротивления при сохранении высоких сверхпроводящих свойств и экономичности изготовления проводников. Это обусловлено тем, что легирующие добавки, которые могут существенно повысить значение удельного электросопротивления матрицы, имеют ограниченную растворимость в бронзе в твердом состоянии, и приводят к ограниченной деформируемости композита из-за наличия выделений вторых фаз с повышенной твердостью и низкой пластичностью. При этом затрудняется обработка композита методами горячего прессования и холодной прокатки или волочения, требуются большие затраты энергии и времени на проведение промежуточных отжигов, необходимых для снятия возникающего при деформации композита наклепа; наблюдается значительная обрывность провода и соответственно низкий выход годного. Целью изобретения является повышение удельного электросопротивления материала матрицы с уменьшением при этом кооперативных потерь при работе на переменном токе и в быстроменяющихся магнитных полях в композитном сверхпроводнике на основе соединения A-15, а также упрощение изготовления проводника. Поставленная цель достигается тем, что в известном способе изготовления композитного сверхпроводника на основе соединения A-15, например Nb3Sn, с легированным материалом матрицы, который включает операции формирования композита посредством размещения ниобия в легированной бронзовой медно-оловянной матрице, деформирования композита до необходимого поперечного сечения с проведением промежуточных отжигов, диффузионной термообработки полученного продукта для образования соединения Nb3Sn, легирующую добавку, которую выполняют в виде прутков цилиндрической, шестигранной или другой формы, равномерно распределяют по объему составной заготовки при ее сборке. Легирующую добавку выбирают из материалов с удельным электросопротивлением при 20oC не ниже 8![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
Формула изобретения
1. Способ получения сверхпроводника на основе соединения А-15 с легированной матрицей, включающий формирование композита, деформирование его до заданного поперечного сечения с проведением промежуточных отжигов и окончательную термообработку для образования интерметаллидов типа А-15, отличающийся тем, что, с целью повышения удельного электросопротивления материала матрицы, а также упрощения и удешевления изготовления, легирующую добавку матрицы выбирают из материалов с удельным электросопротивлением не ниже 8![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2