Superconducting conductor design for a 250 MW superconducting AC generator

Les matériaux supraconducteurs : problèmes et perspectives d'utilisation. Nouvelles orientations des recherches

“…Les pertes hystérétiques, par unité de volume de supraconducteur, sont données en première approximation par la relation dans laquelle Jcr est la densité de courant critique du supraconducteur, J est la densité du courant transporté par les filaments et d le diamètre de ces derniers. On voit que cette relation conduit à rechercher des filaments de diamètre le plus faible possible [5]. Cependant la double préoccupation de transport de courant élevé (donc section importante du supraconducteur) et la difficulté d'utilisation de monofilaments de faible diamètre a conduit à une structure multifilamentaire du supraconducteur.…”

“…où K est un facteur sans dimension dépendant de la structure multifilamentaire [5]. c) Enfin, mis à part les problèmes de dissipation d'énergie l'attention sera focalisée sur la capacité de transport du courant dans les filaments.…”

“…La recherche de la microstructure la plus favorable sera le fait d'une combinaison judicieuse de traitements thermiques et mécaniques des filaments. Ce sera donc en allant vers une approche empirique du problème que se dégagera la meilleure solution [5][6][7].…”

“…Toutes ces généralités peuvent être illustrées par quelques exemples. Ainsi dans les alliages Nb-Ti actuellement les plus utilisés industriellement, c'est la présence de précipités d'une phase riche en titane qui, pour un espacement et une taille bien contrôlés, assurent le meilleur ancrage possible des fluxoïdes et par conséquent permettent l'obtention de courants critiques élevés [5,7,8]. Même dans le composé Nb3Sn il a été démontré que la densité de courant critique est d'autant plus grande que les joints de grains, qui sont des pièges pour les fluxoïdes, sont plus nombreux et par conséquent que la taille des grains est plus faible [9].…”

“…Notons que la présence de joints de grains n'est pas seulement responsable de l'ancrage des fluxoïdes, l'introduction d'impuretés ou la présence de phases parasites peuvent jouer le même rôle. Ainsi avec 1.000 ppm d'azote et 1.000 ppm d'oxygène, la densité de courant critique est presque doublée dans les alliages Nb-Ti [5]. Demolliens a montré récemment que pour Nb3Ge préparé sous forme de ruban, le courant critique le plus élevé est observé dans les échantillons contenant environ 10 % en masse de la phase parasite Nb3Ge5 [10].…”