El cable de superconductor es un
cable hecho de potentes conductores. Cuando éste es enfriado por debajo de su temperatura
de transición, tiene una resistencia eléctrica de cero. Los superconductores
convencionales, tales como el niobio-titanio, son usados, pero los superconductores de alta temperatura (high-Tc), como YBOO, están
entrando en el mercado.
Las ventajas de los cables de
superconducción sobre el cobre y aluminio incluyen densidades de corriente más
altas y disipación de potencia cero. Y sus desventajas, el costo de refrigeración
de las temperaturas de los cables superconductores, que frecuentemente
requieren de criógenos como el helio líquido o nitrógeno líquido; el peligro
del enfriamiento del alambre, es decir, una repentina perdida de
superconductividad; las propiedades mecánicas inferiores de algunos
superconductores; el costo de algunos materiales, y la construcción del cable. Su principal aplicación es en magnetos de superconducción, los cuales son
usados en equipo médico y científico, donde los campos magnéticos son
necesarios.
PARÁMETROS IMPORTANTES
La construcción y la operación de
la temperatura normalmente es escogida para maximizar:
La temperatura crítica Tc, que
debajo de ella, el alambre se convierte en superconductor.
La densidad de corriente crítica
Jc, la súper corriente máxima que un alambre superconductor puede soportar por
unidad a través de un área (vea imágenes debajo para ejemplos con 20 kA/cm2
CABLE SAT
(SUPERCONDUCTOR DE ALTA TEMPERATURA)
Los cables SAT están hechos de superconductores con una
temperatura crítica alta (alta temperatura en superconductividad), tales como
YBCO y BSCCO.
-
POWDER-IN-TUBE
Diagrama simplificado de un proceso PIT
El proceso powder-in-tube (PIT,
o polvo de óxido en tubo, OPIT) es usado a menudo para hacer conductores
eléctricos de materiales frágiles de los superconductores, tales como
niobio-titanio5
o di boruro de magnesio,6y
superconductores cerámicos de cuprato tales como el BSCCO.78
Estos son usados para formar cables de pnictidos de hierro.9
PIT no es usado para YBCO (Óxido de cobre del bario del itrio), como no tiene
capas débiles, es necesario generar la “textura” (suministre) en el proceso
PIT.
El proceso es usado porque los
superconductores de altas temperaturas son demasiado débiles para el proceso
normal de elaboración de cables. Los tubos son de metal, y a menudo de plata.
Normalmente estos tubos son calentados para hacer reaccionar la mezcla de
polvos. Una vez que reacciona, los tubos son aplanados para formar un conductor
parecido a una cinta. El cable resultante no es tan flexible como un cable de
metal convencional, pero lo suficiente para muchas aplicaciones.
Hay variantes en el proceso “in
situ” y “ex situ,” también un método de “doble núcleo” que involucra a ambos.
-
SUPERCONDUCTOR
RECUBIERTO DE CINTA O CABLE
Pocos años después del
descubrimiento de la superconductividad a altas temperaturas de los materiales
como el YBCO, se demostró que las películas YBCO cultivadas en enrejados
compatibles con mono cristales tales como: óxido de magnesio MgO, titanato de
estroncio ( SrTiO3 ) y el zafiro, tenían una alta densidad de súper
corriente crítica (1-4 MA/cm2.1112).
Sin embargo, para producir una cinta larga, es necesario un material adaptable,
enrejado y flexible. Las películas YBCO son depositadas directamente en
materiales de sustrato de metal con propiedades pobres de superconducción. Se
demostró que el eje "c" orientado a circonio estabilizado con itrio
(YZC), como capa intermedia en un metal de sustrato, puede producir películas
YBCO de mayor calidad, que tendría de 1 a 2 veces menos densidad de corriente
crítica de la producida por sustrato de mono cristales.1314
Las mejoras vinieron con la
invención de la deposición de irradiación asistida de un ion (IBAD), técnica
producida para películas delgadas en las cintas de metal de circonio
estabilizado con itrio (YZC) biaxialmente alineado. 15
La película biaxial YSZ actúa
como una capa reguladora de enrejado adaptada para el crecimiento epitaxial de
las películas YBCO. Estas películas YBCO llegaron a una densidad de corriente
crítica de más de 1MA/cm2. Otras capas reguladoras, tales como el óxido de
cerio CeO2 y el óxido de magnesio MgO, se produjeron usando la técnica
IBAD para las películas de superconducción. 16 17 18
Los sustratos suaves, con una
aspereza en orden de un 1 nm, son esenciales para las películas de
superconductores de alta calidad. Inicialmente los sustratos de Hastelloy
fueron electro pulidos para crear un superficie suave. Hastelloy es una
aleación basada en nickel, capaz de resistir temperaturas de hasta 800 grados
centígrados sin derretirse u oxidarse fuertemente. En la actualidad, una
técnica de revestimiento conocida como "giro sobre el vidrio" o
"solución de depósito de aplanado", se utiliza para suavizar la
superficie del sustrato. 19 20
Actualmente la cinta
superconductora YBCO, es capaz de cargar más de 500 A/cm a 77K y 1000 A/cm a
30K debajo de un alto campo magnético.
Que chida información ! Salu2 Jajaja
ResponderEliminar