涂层改善了超导体的电流密度

加州大学科学家工作洛杉矶阿拉莫斯国家实验室与剑桥大学的研究员展示了一种简单且工业上可扩展的方法,用于改善磁场环境中超导涂覆导体的电流密度。该发现有可能在某些用途中增加超导电线的令人印象深刻的携带能力,以及多达200%至500%,如电机和发电机,其中高磁场减小了电流密度。

在研究中报告的自然材料中,剑桥大学科学家Judith Macmanus-Driscol亚博网站下载l和她的Los Alamos同事发现,当复合锆酸钡与钇 - 钡 - 氧化钇超导体同时沉积时,它自然形成嵌入超导体中的纳米级颗粒yabo214电影。结果是在液氮温度下操作的高磁场中涂覆导体的电流密度增加2至5倍。

超导导线和胶带携带的电流是传统铜线的数百倍,而且电阻很小或没有电阻。超导技术将为美国的电力传输系统带来巨大的能源效率。这一发现引起的兴奋很大程度上是由于这一过程可以很容易地和经济地纳入超导体的商业加工。这一进展对于发展强大的、高效能的超导电机和发电机,用于民用和军事应用是重要的。该实验室在美国洛斯阿拉莫斯超导技术中心(STC)的支持下开展高温超导带的研究和开发。

STC的领导者表示,“这是一个重要的技术进步,因为这意味着我们现在开始了解如何控制这些超导材料中的缺陷并将它们用于我们的优势。这是我们第一次能够亚博网站下载为了控制结构缺陷和这样做,更好地设计材料的结构来优化性能。“

与人们可能想到的相反,超导薄膜中存在某些类型的缺陷不是问题,而是必要的。早期高温超导研究的目标是消除有效阻断电流流过材料的大规模缺陷。这需要超导颗粒的有序排列,就像平坦道路上的砖块一样,让高密度电流畅通无阻地流动。科学家后来发现,在超导体中维持高电流密度需要纳米级的小缺陷,特别是在高磁场存在的情况下。纳米级是指大约50-100个原子的缺陷尺寸。

因为磁场在称为涡流的超导体中产生的小漩涡,因为空气中的龙卷风就像龙卷风,这在电流的影响下通过导致电流的流动的影响,纳米级缺陷固定或“销”液体允许电流没有阻力。这些纳米尺度缺陷可以各种形式从小颗粒到平板和长弦物体。yabo214以前尝试产生这些类型的小规模缺陷的致密阵列,例如快速重离子的照射,对于商业生产是不切实际的,或者难以以可重复的方式控制。

除了麦克曼-Riscoll和Peterson外,团队其他成员还包括斯蒂芬福特纳,泉西贾,海盐王,阿德里安娜·塞里尼斯,莱昂纳多·威辛山脉,博伊斯·麦利诺伊州,玛丽莲霍利和马丁马来西亚,所有洛杉矶阿拉莫斯。该研究是根据LOS Alamos超导技术中心的主持进行的,由DOE的电力传输和分配办公室提供资金。

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