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NIOBIUM-TITANIUM SUPERCONDUCTURTUTING TECNOLO DE TECNOLO PROGRESSO E APLICAÇÃO DE MERCADO

May 14, 2025

As ligas supercondutoras de niobium-titanium começaram a ser estudadas pelos americanos na década de 1950 e inicialmente não foram desenvolvidas e produzidas rapidamente devido às grandes densidades de corrente em campos altos que não foram obtidos. Em 1961, o Americans Ham (JK Halm) e outros na publicação de "revisão física" do país pela primeira vez relataram uma TC de ligas de supercondutor de niobium-titanium. 1962, os americanos Berlincounrt (TG Berlincounrt) e outros foram os primeiros a publicar uma nióbio-titânio supercondutor de ligas de HC2 com uma alta JC, no mesmo ano, o Mathias Americans Mathias (BT Mathias) na patente dos EUA relatou a primeira niobium-titaniumcnductting materialcnductting material. Desde então, os materiais de liga supercondutora de niobium-titanium na aplicação internacional do estágio de desenvolvimento.

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As ligas supercondutoras de Niobium-Titanium são um dos materiais supercondutores mais utilizados na tecnologia supercondutora existente. A razão de massa de quase 1: 1 liga Nb-Ti possui uma boa supercondutividade, sua temperatura de transição crítica supercondutora tc=9. 5k, pode ser operada à temperatura do hélio líquido, está na densidade 5T (50, 000} gs), a densidade de corrente JC maior que 000}) A aplicação mais alta do campo até 10T (100, 000 GS) (4.2k). A liga também possui um excelente desempenho de processamento, pode ser obtido através do processo de fusão tradicional, processamento e processo de tratamento térmico e produtos de fios e tiras. Portanto, a partir dos anos 60 após o início da pesquisa, logo entrou na produção de escala industrializada. Os Estados Unidos, no final dos anos 70, a produção anual atingiu cem toneladas; A China nos anos 80 na mesma época também construiu uma linha de produção piloto. A maioria dos materiais práticos de supercondutor NB-Ti são ligas binárias simples contendo 35% a 55% de NB; Alguns tântalo e zircônio podem ser adicionados para melhorar as propriedades supercondutoras. Devido à estabilidade da supercondutividade, os materiais supercondutores de NB-Ti geralmente usavam cobre puro, alumínio puro ou liga de cobre-níquel como material da matriz, incorporado aos múltiplos fios da combinação de núcleo fino NB-Ti em uma combinação de supercondutura multi-core composta. Um fio supercondutor pode conter dezenas a dezenas de fios do núcleo NB-Ti, o diâmetro do núcleo do menor a 1 μm. In addition, according to the use of different occasions, but also often have to twist the multi-core wire and transposition, to achieve the effect of reducing losses and increase the stability of the electromagnetic Nb-Ti superconducting materials of the basic processing process is: self-consumption arc furnace or plasma furnace will be pure titanium and niobium melting into an alloy ingot, and then hot extrusion of billets, hot rolled and cold Termo para as hastes, enroladas a quente e puxadas a frio em uma haste. Através do rolamento quente e fria desenhando em hastes; Em seguida, as hastes de liga NB-Ti inseridas no tubo de cobre sem oxigênio como material de base, composto em uma haste de núcleo; e após várias montagens compostas, processando em fios e tira de supercondução de NB-Ti de vários núcleos. O material precisa ser submetido a múltiplas grandes processamento de frio (taxa de processamento superior a 90%) e baixa temperatura (abaixo de 400 graus) de tratamento térmico, para que o supercondutor obtenha um centro de pinamento efetivo suficiente, para melhorar as propriedades supercondutoras dos materiais superconduzidos. Devido ao efeito de resistência zero dos supercondutores, não traz perda de calor de joule, e os supercondutores NB-Ti no forte campo magnético podem transportar uma capacidade de corrente de transporte muito alta, para que os materiais de supercondutor NB-Ti sejam particularmente adequados para a aplicação no campo de alta corrente, forte campo magnético da engenharia elétrica. Exemplos incluem ímãs de campo alto, geradores, motores elétricos, geração de energia do fluido magnético, reações termonucleares controladas, dispositivos de armazenamento de energia, trens de levitação magnética de alta velocidade, propulsão eletromagnética para navios e cabos de transmissão de energia. Até o momento, as aplicações mais bem-sucedidas dos materiais de supercondutor de liga NB-Ti são: grandes pedais de gases de alta energia ciclotron com diâmetros de mais de 1 km e instrumentos de diagnóstico de ressonância magnética amplamente utilizados no setor médico. Embora os cientistas no meio -80 s tenham descoberto um supercondutor de alta temperatura composto de cobre-oxigênio que pode operar em temperaturas de nitrogênio líquido (77K); No entanto, os materiais supercondutores de liga NB-Ti, com seu excelente desempenho exclusivo de processamento, boas propriedades de supercondutor de baixa temperatura, custo relativamente baixo e décadas de experiência em pesquisa, produção e desenvolvimento de aplicações, ligas de niobium-titanium ainda são os materiais práticos práticos mais importantes do mundo.

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