Structural investigations and determination of current and voltage characteristics in htsc 2G SF12050 tapes

• Autorzy: Jędryka J. , Szota M. , Nabiałek M.

Warianty tytułu

PL

Badania strukturalne oraz wyznaczanie charakterystyk prwo-napięciowych dla taśm htsc 2GSF12050

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Investigations of a state-of-the art high-temperature ceramic superconducting tape of SF 12050 series are presented. The study focuses on current and voltage characteristics, examination of microstructure and analysis of chemical composition in superconducting tapes of SF series. In order to measure current parameters, a measuring system was designed to investigate sections of the tapes at the temperature of liquid nitrogen. The system is powered with direct current with parameters I= 0 ÷ 580A and U= 0 ÷ 8V. Measurements of critical current were taken by means of determination of the decline in voltage along the measurement section for the tape with accuracy of 1nV. Analysis of chemical composition was carried out using scanning microscope which features chemical composition microanalyser EDX. The paper presents microscope images which are a result of examination of the structures by means of light microscope and scanning microscope. The method of preparation of superconducting tapes for soldering and the method of selection of solder were also presented.

PL

W pracy zaprezentowano wyniki badań ceramicznej wysokotemperaturowej taśmy nadprzewodzacej najnowszej generacji z serii SF 12050. W artykule przedstawiono badania dotyczące wyznaczania charakterystyk prądowo-napięciowych, obserwacji mikrostruktury oraz analizy składu chemicznego taśm nadprzewodzących z serii SF. Do badań parametrow pradowych został zaprojektowany i zbudowany układ pomiarowy umożliwiający badanie odcinkow taśm w temperaturze ciekłego azotu. Układ ten jest zasilany źródłem prądu stałego o parametrach I= 0 580A oraz U= 0 8V. Pomiary prądu krytycznego sa wykonywane przez określenie spadku napięcia na odcinku pomiarowym tasmy z dokladnoscia do1 nV na odcinku pomiarowym nadprzewodnika. Analizę składu chemicznego przeprowadzono przy zastosowaniu mikroskopu skaningowego z mikro-analizatorem składu chemicznego EDX. W pracy zamieszczone zostały obrazy mikroskopowe bedace wynikiem obserwacji struktur za pomocą mikroskopu świetlnego oraz skaningowego. Przedstawiona została rownież metoda preparatyki tasmy nadprzewodzacej do lutowania oraz sposob doboru lutowia.

Słowa kluczowe

EN

high-temperature superconductors; current and voltage characteristics; critical current; analysis of chemical composition; microstructure

PL

nadprzewodniki wysokotemperaturowe; charakterystyka prądowo-napięciowa; prąd krytyczny; analiza składu chemicznego; mikrostruktura

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 56, iss. 4
• Strony: 1045--1045
• Opis fizyczny: –-1050, Bibliogr. 19 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Jędryka J.

autor

Szota M.

autor

Nabiałek M.

• Institute of Materials Engineering, Czestochowa University of Technology, 42-200 Czestochowa, 19 Armii Krajowej Av., Poland

Bibliografia

• [1] R. Pałka, Monolityczne nadprzewodniki wysokotemperaturowe. Modele makroskopowe i zastosowania. Wydawnictwo Politechniki Szczecińskiej, Szczecin 2008.
• [2] Y. Yamada, S. B. Kim, T. Araki, Y. Takahashi, T. Yuasa, H. Kurasaki, I. Hirabayashi, Y. Iijima, K. Takeda, Critical current density and related microstructures of TFA-MOD YBCO coated conductors. Phisica C 357-360, 1007-1010 (2001).
• [3] H. Kitaguchi, H. Miao, H. Kumakura, K. Togano, B. Chenevier, Critical current density disturbtion in superconducting oxide layer of Bi2Sr2CaCu2Ox/Ag composite tapes. Physica C 301, 111-115 (1998).
• [4] S. Chu, M. E. McHenry, Critical current density in high-Tc Bi-2223 single crystals using AC and DC magnetic measurments. Physica C 337, 229-233 (2000).
• [5] S. Pavard, D. Bourgault, C. Villard, R. Tournier, Critical current density of 165 kA/cm2 at 4 K in bulk Bi2212/MgO textured by solidification in a high magnetic field and hot forging. Physica C 316, 198-204 (1999).
• [6] M. Shinkawa, H. Utsunomiya, T. Sakai, Y. Saito, Critical current density of Ag-sheated (Bi, Pb)2223 tapes produced by various thermo-mechanical treatment patterns. Physica C 281, 64-68 (1997).
• [7] N. Ishikawa, T. Sueyoshi, A. Iwase, Y. Chimi, T. Fujiyoshi, K. Miyahara, T. Kiss, Critical current density of YBa2Cu3Oy containing inclined columnar defects. Physica C 357-360, 505-508 (2001).
• [8] E. S. Otabe, N. Yoshida, M. Kiuchi, T. Matsushita, J. Ge, B. Ni, L. Wang, Y. Qi, X. Zhang, Z. Gao, D. Wang, Y. Ma, Critical current properties of Ag added Sr0,6K0,4Fe2As2. Physica C 470, S413-S415 (2010).
• [9] X. P. Chen, M. Y. Li, Q. Liu, Z. Han, Effect of secondary phases evolution in the first sintering process on the critical current density of Bi-2223/Ag tapes. Phisica C 469, 116-119 (2009).
• [10] http://www.superconductors.org
• [11] M. P. James, S. P. Ashworth, B. A. Głowacki, Correlation between cold deformation and microcrack formation in BSCCO-2223 powder in tube superconductor. Aplied superconductivity 4, 25-33 (1996).
• [12] R. Zeng, Y. C. Guo, Y. Tanaka, J. Horvat, M. Ionescu, T. P. Beales, M. Appley, H. K. Liu, S. X. Dou, Effect on the phase formation of Bi-2223 in some Ag alloy sheathed PIT tapes. Physica C 307, 229-236 (1998).
• [13] L. D. Woolf, T. L. Figueroa, R. A. Olstad, F. E. Elsner, T. Ohkawa, Fabrication of long lenght Bi-2223 superconductor tape using continous electrophoretic deposition on round and flat substrates. Journal of electronics materials 24, 12, 1797-1801 (1995).
• [14] Goyal, D. P. Norton, D. K. Christen, E. D. Specht, M. Paranthaman, D. M. Kroeger, J. D. Budai, Q. He, F. A. List, R. Feenstra, H. R. Kerchner, D. F. Lee, E. Hatfield, P. M. Martin, J. Mathis, C. Park, Epitaxial superconductors on rolling-assisted biaxially-textured substrates (RABiTS): a route towards high critical current density wire. Applied superconductivity 4, 403-427 (1996).
• [15] M. Inoue, S. Nishimura, T. Kuga, M. Kiuchi, T. Kiss, M. Takeo, T. Matsushita, Y. Iijima, K. Kakimoto, T. Saitoh, S. Awaji, K. Watanabe, Y. Shiohara, Critical current properties in YBCO coated IBAD tapes. Physica C 372-376, 794-797 (2002).
• [16] W. Prusseit, R. Nemetschek, C. Hoffmann, G. Sigl, A. Lünkemann, H. Kinder, ISD process development for coated conductors. Physica C 426-431, 866-871 (2005).
• [17] J. Jimenez, Y. Chen, X. Xiong, Y. Xie, X. Zhang, A. Rar, M. Martchevskii, Y. Qiao, A. Knoll, K. P. Lenseth, R. M. Schmidt, J. Herrin, D. Hazelton, V. Selvamanickam, Recent Results in 2G HTS Wire Technology Development at Superpower. ICMC 2008 Seul, Korea 21 - 25.07.2008.
• [18] V. Selvamanickam, Y. Chen, X. Xiong, Y. Xie, X. Zhang, J. L. Reeves, Y. Qiao, A. Rar, K. P. Lenseth, R. M. Schmidt, DOE Wire & Applications Workshop. Panama City, FL 16 - 17.01.2007.
• [19] N. Orlińska, A. Zaleski, Z. Wokulski, G. Dercz, Characterization of the heat treatment MgB2 rods by PIT technique with explosive consolidation method. Archives of Metallurgy and Materials 53, 3 (2008).