Nová koncepcia dosiahnutia homogénnej teploty v celom objeme GdBCOAg masívneho supravodiča
V oblasti silnoprúdovej elektrotechniky sa masívne monokryštalické GdBCOAg supravodiče využívajú v podobe supravodivých permanentných magnetov na konštrukciu elektrických strojov točivých ložísk bez trenia, levitačných transportných zariadení, zotrvačníkových rezervoárov energie, zariadení na magnetický transport liečiv, čistenie odpadových vôd a podobne.
V súčasnosti sa masívne monokryštalické GdBCOAg supravodiče vyrábajú rastom masívnych monokryštálov z natavenej zmesi zložiek supravodiča. Rozhodujúcim, štruktúrne citlivým parametrom pre dosiahnutie vysokých úžitkových parametrov je vysoká teplota prechodu do supravodivého stavu, Tc, v celom objeme masívneho supravodiča. Pri raste masívneho GdBCOAg kryštálu na vzduchu dochádza v kryštálovej mriežke supravodiča k čiastočnej substitúcii bária gadolíniom, následkom toho sa zníži teplota prechodu do supravodivého stavu. Tento proces spôsobuje nárast teploty prechodu do supravodivého stavu so vzdialenosťou od počiatku kryštalizácie. Výsledkom je masívny monokryštalický GdBCOAg supravodič s nízkou teplotou prechodu do supravodivého stavu na začiatku kryštalizácie.
Nové riešenie zo SAV
Tím pôvodcov z Ústavu experimentálnej fyziky SAV, v. v. i., si stanovil cieľ navrhnúť novú koncepciu dosiahnutia homogénnej teploty prechodu do supravodivého stavu v celom objeme GdBCOAg masívneho monokryštalického supravodiča pripraveného rastom z natavených zložiek supravodiča.
Navrhovanou koncepciou sa pridaním určitého množstva CeO2 zvýši teplota prechodu do supravodivého stavu na začiatku kryštalizácie GdBCOAg masívneho monokryštalického supravodiča viac ako dva stupne a vyrovná sa tak teplote na konci kryštalizácie. Pri štandardnom použití supravodiča pri teplote kvapalného dusíka (77K) je toto zvýšenie významné a predstavuje zhruba 16-percentný nárast rozdielu medzi pracovnou teplotou a teplotou prechodu do supravodivého stavu.
Podstatnou výhodou navrhovanej koncepcie je, že GbBCOAg masívny monokryštál rastie bez parazitickej nukleácie pri použitých koncentráciách pridaného lacného CeO2. Ďalšou výhodou je, že pridaný CeO2 súčasne brzdí rast častíc Gd2BaCuO5 fázy, a tým zvyšuje kritickú prúdovú hustotu masívneho monokryštalického supravodiča vo vlastnom magnetickom poli.
Hľadá sa partner
Navrhovanú koncepciu dosiahnutia homogénnej teploty v celom objeme GdBCOAg masívneho supravodiča je možné využiť pri výrobe masívnych monokryštalických supravodičov metódou rastu kryštálov z natavenej zmesi zložiek supravodiča.
Na predstavenú navrhovanú koncepciu je je zapísaný úžitkový vzor (UV 9972).
Spracovali: KTT SAV a tím pôvodcov
Foto: unsplash.com/Rick Rothenberg