CSD – химическое осаждение из раствора обеспечило успех SC Power Systems
2007, Tом 4, выпуск 1
Тематика: Зарубежные фирмы и их разработки
SuperPower Systems основана в 2004 г. со штаб-квартирой в San Francisco (США); в 2006 г. компания вошла в состав Zenergy. Вклад SuperPower Systems в объединенную компанию – технология ВТСП YBCO лент 2-го поколения. Основной подход компании – в единой технологии осаждения буфферного и ВТСП слоев – CSD (Chemical Solution Deposition) непрерывный процесс химического осаждения из раствора.
Процесс был разработан совместно с Sandia Na-tional Lab. и совершенствуется при финансовой поддержке Министерства энергетики (DoE) в размере 800 тыс. долл. Подложка - Ni-5%W сплав. Скорость осаждения - 90 м/час, что позволяет получать 788 км/год. На рис. – изготавливаемая структура (справа – постоянные решетки).
Исходные компоненты ацетаты Ba, Y и Cu растворяют в трифторуксусной кислоте, затем в раствор добавляют диэтаноламин для увеличения растворимости и снижения летучести. Раствор разбавляют до концентрации 0,2М YBCO. Ленту-подложку опускают в раствор и протягивают через него, а затем быстро нагревают.
Временной график процесса:
- покрытие (протягивание через раствор) со скоро-стью 2 cм/сек
- пиролиз в течение 60 сек
- кристаллизация в течение 2-10 мин
- окисление в течение 30 мин.
Лучшие образцы ленты со структурой YBCO/SrTiO3/NiW толщиной 0,6 мм имеют плотность критического тока Jc = 1.72 MA/cм2.
В настоящее время Sandia совместно с SC Power Systems разрабатывают процесс изготовления пленок YBCO большей толщины (до 1-2 мм) при длине ленты, получаемой в непрерывном процессе, от 10 до 100 м. Плотность критического тока Jc должна составить 2 MA/cм2. Это – задача на 2007-2008 г.г.
Конечная цель компании – изготовить токоограничитель с насыщенным сердечником на основе ВТСП лент собственного производства. Работоспособность прототипа токоогрничителя с потерями на уровне 0,1% проверена в эксперименте.