Почему необходимы ВТСП 2-го поколения?
2004, Tом 1, выпуск 2
Тематика: ВТСП материалы 2-го поколения
С появлением коммерческих ВТСП (BSCCO-2223) лент 1-го поколения разработки электротехнического оборудования на рабочие температуры выше 30 К резко активизировались – созданы прототипы генераторов, токоограничителей, трансформаторов, введены в действие локальные линии электропередач небольшой протяженности. Совсем недавно в коммерческую продажу предложены динамические синхронные компенсаторы, используемые для компенсации реактивной мощности в электрических сетях. Однако изучение изготовленных прототипов ряда устройств выявило и некоторые недостатки проводников 1-го поколения на основе ВТСП Bi-системы.
Наглядное сравнение поведения коммерческих и исследуемых сверхпроводников представлено на рис. 1, на котором показана фазовая диаграмма «магнитное поле (Н)-температура (Т)» для 3-х ком-мерческих материалов NbTi, Nb3Sn, (Bi,Pb)2Sr2Ca2Cu3O10 (BSCCO-2223) и 2-х находящихся в разработке - YBa2Cu3O7 (YBCO) и MgB2.
Рис.1. Верхнее критическое поле (Hс2) для Nb(47вес.%)Ti, Nb3Sn, и MgB2 и поле необратимости (irreversibility) (H*) для Bi-2223 и YBCO. Отметим, что поля очень близки для NbTi, Nb3Sn и MgB2 (H* составляет 85%–90% of Hс2), а для всех купратных ВТСП сильно различаются.
Для всех сверхпроводников II рода объемная сверхпроводимость существует до верхнего критического поля, которое для BSCCO-2223 и YBCO может превосходить 100 Тл при сильной анизотропии (т.е. зависит от направления поля по отношению к кристаллографическим плоскостям). Однако применение ВТСП материалов ограничено нижним критическим полем (т.н. полем необратимости), при ко-тором сверхпроводник переходит в резистивное состояние при больших токах.