ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. eISSN 1684-1719. 2024. №11
Текст статьи (pdf)
DOI: https://doi.org/10.30898/1684-1719.2024.11.26
УДК: 537.62
ЗАХВАТ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ПОСТОЯННЫМИ МАГНИТАМИ
НА ОСНОВЕ ЛЕНТ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО
А.О. Петров, В.В. Коледов, А.В. Маширов, К.А. Колесов, В.Г. Шавров
ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН, 125009, г. Москва, ул. Моховая 11, корп. 7.
Статья поступила в редакцию 12 декабря 2023 г.
Аннотация. Создание систем твердотельного охлаждения при криогенных температурах требует разработки источников магнитного поля, способных длительное время удерживать сильные магнитные поля без существенных энергетических затрат. Высокотемпературные сверхпроводники (ВТСП) семейства Y-Ba-Cu-O в виде объемной керамики и лент пленочных композитов обладают необходимыми свойствами для создания постоянных сверхпроводящих магнитов (ПСМ), захватывающих и длительное время сохраняющих постоянное магнитное поле при температурах 90 К и ниже. В настоящей работе представлены результаты исследования процесса захвата и удержания магнитных полей в ПСМ на основе лент ВТСП в зазоре между двумя стопками отрезков лент. Эксперименты проводились при температурах от 3 до 100 К, в магнитном поле до 10 Тл.
Ключевые слова: постоянные магниты, высокотемпературные сверхпроводники, магнитокалорический эффект, магнитное твердотельное охлаждение при криогенных температурах, захват магнитного потока.
Финансирование: Работа выполнена при поддержке РНФ, грант № 20-19-00745-П.
Автор для переписки: Петров Александр Олегович, alexandrpetrov291094@gmail.com
Литература
1. Campbell A.M., Cardwell D.A. Bulk high temperature superconductors for magnet applićations //Cryogenics. – 1997. – Т. 37. – №. 10. – С. 567-575.
2. Murakami M. Progress in applications of bulk high temperature superconductors // Superconductor Science and technology. – 2000. – Т. 13. – №. 5. – С. 448.
3. Hull J.R., Murakami M. Applications of bulk high-temperature superconductors // Proceedings of the IEEE. – 2004. – Т. 92. – №. 10. – С. 1705-1718.
4. Tomita M., Murakami M. High-temperature superconductor bulk magnets that can trap magnetic fields of over 17 tesla at 29 K // Nature. – 2003. – Т. 421. – №. 6922. – С. 517-520.
5. Durrell J.H. et al. A trapped field of 17.6 T in melt-processed, bulk Gd-Ba-Cu-O reinforced with shrink-fit steel // Superconductor Science and Technology. – 2014. – Т. 27. – №. 8. – С. 082001.
6. Patel A. et al. A trapped field of 17.7 T in a stack of high temperature superconducting tape // Superconductor Science and Technology. – 2018. – Т. 31. – №. 9. – С. 09LT01.
7. Fujishiro H., Naito T., Awaji S. Proposal of an effective mechanical reinforcement structure for a REBaCuO disk bulk pair by full metal encapsulation to achieve a higher trapped field over 20 T // Superconductor Science and Technology. – 2019. – Т. 32. – №. 4. – С. 045005.
8. Ren Y. et al. Damage caused by magnetic pressure at high trapped field in quasi-permanent magnets composed of melt-textured Y-Ba-Cu-O superconductor // Physica C: Superconductivity. – 1995. – Т. 251. – №. 1-2. – С. 15-26.
9. Johansen T.H. Flux-pinning-induced stress and magnetostriction in bulk superconductors // Superconductor Science and Technology. – 2000. – Т. 13. – №. 10. – С. R121.
10. Noto K. et al. Thermal and mechanical properties of high Tc bulk superconductors and their applications // Physica C: Superconductivity. – 2003. – Т. 392. – С. 677-683.
11. Fujishiro H., Nariki S., Murakami M. Thermal conductivity and thermoelectric power of DyBaCuO bulk superconductors // Superconductor Science and Technology. – 2006. – Т. 19. – №. 7. – С. S447.
12. Gao L. et al. Thermal instability, magnetic field shielding and trapping in single‐grain YBa2Cu3O7-δ bulk materials // Applied physics letters. – 1994. – Т. 64. – №. 4. – С. 520-522.
13. Saho N. et al. Development of portable superconducting bulk magnet system // Physica C: Superconductivity. – 2009. – Т. 469. – №. 15-20. – С. 1286-1289.
14. Nakamura T. et al. Development of a superconducting bulk magnet for NMR and MRI // Journal of Magnetic Resonance. – 2015. – Т. 259. – С. 68-75.
15. Durrell J.H. et al. Bulk superconductors: a roadmap to applications // Superconductor science and technology. – 2018. – Т. 31. – №. 10. – С. 103501.
16. Patel A. et al. Trapped fields greater than 7 T in a 12 mm square stack of commercial high-temperature superconducting tape // Applied Physics Letters. – 2013. – Т. 102. – №. 10.
17. Patel A. et al. A trapped field of 17.7 T in a stack of high temperature superconducting tape // Superconductor Science and Technology. – 2018. – Т. 31. – №. 9. – С. 09LT01.
18. Molodyk A. et al. Development and large volume production of extremely high current density YBa2Cu3O7 superconducting wires for fusion // Scientific reports. – 2021. – Т. 11. – №. 1. – С. 2084.
19. Petrov A.O. et al. Capture of magnetic flux in high-temperature superconductor YBa2Cu3O7 and its destruction // Chelyabinskiy Fiziko-Matematicheskiy Zhurnal. – 2022. – Т. 7. – №. 3. – С. 359-364.
20. Kolesov K.A. et al. Determination of heat transfer parameters in the mechanical heat switch for a refrigerating machine with magnetocaloric effect // Chelyabinskiy Fiziko-Matematicheskiy Zhurnal. – 2021. – Т. 6. – №. 1. – С. 111-118.
21. Kuznetsov A.S. et al. The Magnetocaloric Effect upon Adiabatic Demagnetization of a Polycrystalline DyNi2 Alloy // Physics of Metals and Metallography. – 2022. – Т. 123. – №. 4. – С. 397-401.
Для цитирования:
Петров А.О., Коледов В.В., Маширов А.В., Колесов К.А., Шавров В.Г. Захват магнитного поля постоянными магнитами на основе лент высокотемпературного сверхпроводника // Журнал радиоэлектроники. – 2024. – №. 11. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2024.11.26