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通过(guo)分(fen)享赚钱 | 立体Xx射线光学(xue)显微(wei)镜在第(di♊)二种(zhong)代温度超导(dao)体奏(zou)效阐发讨论(lun)中的通过(guo)
更新时候:2023-09-15
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三维X射线显微镜在第二代低温超导体生效阐发研讨中的利用
超导资料具有在必然低温下具有电阻为零、抗磁性和量子隧穿效应的特征,其品种包含低温超导资料和低温超导资料。低温超导资料发明较早并已起头普遍利用,不过其须要在液氦中任务,而低温超导资料则能够或许在液氮中任务,因为液氦资本稀缺且价钱高贵,而比拟之下,液氮价钱更低,是以,高低温超导数据能够或许很大的(de)下降利(li)用本钱,更有市场潜力。
在低温超导资料中,铋锶钙铜氧BSCCO 是一代产物,研讨和利用都比拟成熟,今朝利用占比拟高,钇钡铜氧(YBC0) 是第二代超高温超导資料。与前者比拟,二代低温超导资料的载流量等机能便优良,利用规模更广,机关绝对简略,并易于批量出产,以是具有更大的成长空间。
而作为一种全新的布局信息表征手腕,三维立体X光谱线显微镜(XRM或MicroCT)得益于其能够或许在无损检测环境下用于表征样品外部实在三维布局的上风,能够或许利用于用于三代高湿超导資料ඣ(2G-HTS)研(yan)讨的(de)多个方面(mian),包含从研(ཧyan)讨超导带(dai)材(cai)自身(shen)到(dao)其组成的(de)庞杂(za),乃至是为了到(dao)达优(you)化工艺自身(shen)而用于检测其出(chu)产制作进程中能够触及(ji)的(de)其余装备组件等。
克日,来自美国休斯敦大学的进步前辈制作研讨所超导研讨中间的Goran Majkic传授就借助德国布鲁克的成批程nm级立体X放射性元素光学显微镜(Nano XRM或NanoCT)S🦄kyScan2214针(zhen)对圆形超导线(xian)在外(wai)加(jia)磁场大电(dian)流下的生效机(ji)制停(ting)止了(le)相(xiang)干研讨(tao)。

Goran Majkic传授的尝试工具是特地利用于一般高中物理研讨会的圆形超导线,在尝试进(jin)程中(zhong),带材在30T时闪现出了保(bao)持(chi)很高电流的优良(liang)的才能(neng),并在>2500A时生(sheng)(sheng)效(xiao)。为了领会生(sheng)(shen⛄g)效(xiao)机理(li),研讨职员对生(sheng)(sheng)效(xiao)后的超导线材停止了三维图激光散斑。

图 1
从图1的图象成果中,咱们很清楚地看到超导导线全部组件的外部布局,超导体线牢固在G10支架上并全体曲折成15mm直径。全部组件在4.2K和高达30T的NHMFL下停止了测试,样品承受了2500A的电流直到生效。毛病点在图1的全体视图中了解见到。
而从以上切片图成(cheng)果中(zhong)(zhong)咱们也能(neng)够或许看到(dao)中(zho🅰ng)(zhong)间局(ju)(ju)部铜(tong)芯较着(zhe)的(de)塑性形(xing)变(bian),超(chao)导带材(cai)的(de)开裂、变🔯(bian)平和(he)此中(zhong)(zhong)焊料(liao)的(de)散布变(bian)更(geng)。而引发这一系列变(bian)更(geng)的(de)缘(yuan)由便是因为(wei)组件超(chao)导机能(neng)的(de)局(ju)(ju)部丧失(shi)致(zhi)使跨(kua)越2500A的(de)电流(liu)分流(liu)到(dao)铜(tong)芯和(he)金属局(ju)(ju)部,从而致(zhi)使其在过(guo)分受热后(hou)的(de)硬化。而在如许的(de)低(di)温下,产生(sheng)的(de)洛伦兹力(li)则高到(dao)足以使结构呈(cheng)现塑性变(bian)形(xing)变(bian)形(xing)。
而在图2的3d图像中,清楚地向咱们展现了导线生效地区和其更前端的描摹,此中,前端固然在铜芯处并未产生较着🌞形变,可是在外层带材因为洛伦兹力的影响而呈现了较着的解绕和更大水平的曲折,从而对组件全体造成了延续的破坏。明显,从生效地区通报来的热量硬化了这一地区的焊料,从而使超导体线材呈现了挪动和形变。

图 2
咱们(men)从别的一个角度更直观(guan)地(di)(di)来(lai)察看一下差别地(di)(di)位的布(bu)局(ju)变更,从图3所展现的布(bu)局(ju)中能(neng)够或(huo)许(xu)看到,由阔别生效区(qu)(qu)地(di)(di)区(qu)(qu)向生效地(di)(di)区(qu)(qu)逐步接近(jin)的进程中,线材的挪动(dong),焊料的回流和铜(tong)芯等其(qi)余金(jin)属局(ju)部的延(yan)展性塑(🐼su)性变形都能(neng)够或(huo)许(xu)被清楚ꩵ地(di)(di)展现了出来(lai)。

图 3
而在别的一个利用案例中,研讨职员对一个添补焊料的超导电缆停止了扫描并获得了下图中的两组图象。左侧的视图显现了样品外部导线和焊料的3D杀伤,而(er)右侧(ce)的视图是对(dui)焊(han)料的ꦬ零丁表征,此测试的方(fang)针是用于(yu)优化电缆外壳和焊(han)料添补手艺,以完成焊(han)料在线(xian)材终端(duan)外壳之间的渗𝓀入。


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