Magnetos masivos superconductores de alta temperatura que pueden atrapar campos magnéticos de más de 17 teslas a 29 K
Masaru Tomita1, Masato Murakami
1Superconductivity Research Laboratory, Shibaura 1-16-25, Minato-ku, Tokyo 105-0023, Japan. tomita@rtri.or.jp
Nature
|January 31, 2003
Resumen
Los investigadores mejoraron los superconductores de yttrio-bario-óxido de cobre (Y-Ba-Cu-O) a granel con tratamientos posteriores a la fabricación. Esto mejoró las propiedades mecánicas y térmicas, permitiendo una trampa de campo magnético de 17.24 T sin fracturarse.
Área de la Ciencia:
- Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
- Física de la materia condensada Física de la materia condensada
- La superconductividad es la superconductividad.
Sus antecedentes:
- Los superconductores de alta temperatura de granos grandes (RE-Ba-Cu-O) son adecuados para aplicaciones de imanes permanentes debido a su capacidad para atrapar campos magnéticos significativos.
- Las aplicaciones actuales están limitadas por la escasa estabilidad mecánica y la baja conductividad térmica, lo que lleva a fracturas bajo alta presión magnética.
- El óxido de cobre yttrio-bario (Y-Ba-Cu-O) es un material clave en esta clase de superconductores.
Objetivo del estudio:
- Para mejorar las propiedades mecánicas y la conductividad térmica de los imanes Y-Ba-Cu-O a granel.
- Para mejorar la capacidad de captura del campo magnético de estos superconductores.
- Para superar las limitaciones que obstaculizan las aplicaciones de ingeniería más amplias de imanes superconductores.
Principales métodos:
- Tratamiento post-fabricación que incluye impregnación de resina y envoltura de fibra de carbono para mejorar las propiedades mecánicas.
- Perforación de un agujero central para la impregnación con una aleación Bi-Pb-Sn-Cd e inclusión de un soporte de alambre de aluminio.
- Este doble enfoque tenía como objetivo mejorar la resistencia mecánica interna y la estabilidad térmica.
Principales resultados:
- Se logró una mejora significativa de la estabilidad térmica y la resistencia mecánica interna.
- El imán Y-Ba-Cu-O a granel tratado demostró un campo magnético atrapado récord de 17.24 Tesla (T).
- La muestra, con un diámetro de 2,65 cm, se activó con éxito a 29 K sin fracturarse.
Conclusiones:
- El tratamiento de post-fabricación desarrollado mejora efectivamente el rendimiento mecánico y térmico de los superconductores Y-Ba-Cu-O a granel.
- Este avance permite mayores capacidades de captura de campos magnéticos, expandiendo las aplicaciones potenciales de imanes superconductores.
- La mayor estabilidad y resistencia allanan el camino para tecnologías de imanes superconductores más robustas y confiables.
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