АНИЗОТРОПИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ВТСП ЛЕНТ ВТОРОГО ПОКОЛЕНИЯ Текст научной статьи по специальности «Физика»

АНИЗОТРОПИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ВТСП ЛЕНТ ВТОРОГО ПОКОЛЕНИЯ

Малявина А.Ю.1 , Покровский С.В.1'2, Батулин Р.Г.2, Руднев И.А.1'2

1 Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Москва, Россия,

ayu. malyavina@gmail. com 2Институт физики, Казанский (Приволжский) федеральный университет, Казань,

Россия

Высокотемпературные сверхпроводящие (ВТСП) ленты второго поколения на основе сверхпроводника REBa2Cu3Ö7-x получают все большее распространение при создании высокополевых магнитов [1], сверхпроводящих накопителей энергии [2], сверхпроводящих кабелей [3] и других сверхпроводящих устройств. Теплопроводность ВТСП ленты является важным параметром при анализе нестационарных процессов, приводящих к переходу сверхпроводника в нормальное состояние, а также при расчетах системы охлаждения ВТСП устройств. Помимо учета продольной и поперечной теплопроводности ВТСП ленты, при создании многослойных обмоток, необходимо учитывать распространение и передачу тепла между слоями.

В данной работе представлено исследование анизотропии теплопроводности ВТСП лент производства компании «С — Инновации» шириной 4 мм на основе сверхпроводника YBa2Cu3Ö7-x с критической температурой 92 К. Измерение теплопроводности образцов проводилось на установке Quantum Design PPMS с использованием опции измерения теплопроводности (TTO). Для определения вклада каждого слоя, измерения продольной теплопроводности ВТСП образцов проводились для лент с защитными слоями, с открытым сверхпроводящем слоем, а также для подложки с буферным покрытием. При определении поперечного коэффициента теплопроводности исследовались образцы с различной толщиной подложки.

Из экспериментальных результатов продольных измерений теплопроводности ВТСП лент следует, что наибольший вклад, как и ожидалось, дает медный слой. Сверхпроводящий слой оказывает незначительное влияние на коэффициент теплопроводности при температуре ниже критической, а при переходе образца в нормальное состояние теплопроводность возрастает не более чем на 5% по сравнению с подложкой без сверхпроводника. В поперечном режиме при распределении тепла определяющими являются слои с наиболее низкой теплопроводностью. Теплопроводность ленты с болеет толстой подложкой более чем в 2.5 раза выше в области температур от 40 до 130К. Значения поперечного коэффициента теплопроводности на три порядка ниже, чем продольного. Полученные данные несут важную информацию для проектирования и оптимизации различных устройств на лент компании «С -Инновации» ( Россия).

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 2319-00394, https://rscf.ru/proi ect/23 -19-00394/.

Литература

1. Weijers H. W., Trociewitz U. P., Markiewicz W. D.et al. // IEEE Trans. Appl. Supercond. -2010. - Vol. 20. - P. 576-582.

2. Zhu J., Yuan W., Qiu M. et al. // Appl. Energy. - 2015. - Vol. 137. - P. 692-698.

3. Van Der Laan D. C. , Weiss J. D., McRae D. M. //Supercond. Sci. Technol. - 2019. - Vol. 32. - P. 033001.