Superconducting and thermal properties of ex-situ Glidcop sheathed multifilamentary MgB2 wires
在MgB2超导导线的DC和AC实际应用中，重要的作用由材料护套表示，该材料护套尤其必须提供合适的电稳定性和热稳定性。在导体结构中获得足够大量的低电阻率材料的方法是将其用作外部护套。在本文中，我们研究了非原位多晶MgB2线使用氧化物弥散强化铜（GlidCop）作为外护套，以达到临界电流密度和热性能之间的良好的折衷。我们制备了三种GlidCop样品，其分散的亚微观Al2O3颗粒的含量不同。我们表征了超导和热性能，并且我们表明，良好的热导率，良好的机械性能和合理的临界电流密度使GlidCop复合导线成为在30K以上要求高热导率的应用中有用的导体，例如超导FCL。
2008-07-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Critical current density and microstructure of iron sheathed multifilamentary Sr1-xKxFe2As2/Ag composite conductors
铁基超导体被认为在高场应用中非常有前途，对于高场应用，具有高机械强度的多芯线和带导体是必不可少的。本文采用非原位粉管法制备了以银为基体、铁为外增强护套的7芯、19芯和114芯Sr_（0.6）K_（0.4）Fe_2As_2（Sr-122）超导线材和带材。采用显微硬度法研究了7丝和19丝导体中Sr-122相的质量密度，结果表明，在不同厚度的圆丝和扁带中，硬度与传输临界电流密度（Jc）呈正相关。对于Sr-122/Ag/Fe 114-细丝导体，其中平均横截面细丝尺寸小于50微米是通过拉伸成直径为2.0mm的圆线实现的，传输Jc可以通过平轧而显著增强，对于7-和19-细丝导体也是如此。7、19和114丝Sr-122/Ag/Fe带材的最高输运Jc分别达到1.4 × 10^4、8.4 × 10^3和6.3 × 10^3 A cm-2（4.2 K，10 T），表明Jc随丝数的增加而降低。这种Jc的下降可以归因于长丝在纵向上的香肠效应和这些非常细的长丝中的晶粒细化。
2015-08-24 cond-mat.supr-con
Transport critical current densities and n factors in mono- and multifilamentary MgB2/Fe tapes and wires using fine powders
采用PIT工艺制备了具有高临界电流密度的MgB 2/Fe单晶和多晶带材和线材。描述了制造细节。研究了粉末粒度和再结晶温度对jc的影响。在25 K和1 T下，测得的jc值接近105 A/cm ~ 2，而在我们的单晶带中，在4.2K/0 T下，jc值为106 A/cm ~ 2。MgB 2/Fe带材表现出高指数n因子的电阻转变：n ~ 80和40被发现在5 T和7 T，分别。到目前为止，在具有7根细丝的MgB 2/Fe丝中获得的最高传输jc值在4.2K和2 T的场中为1.1 * 105 A/cm 2，这仍然低于单芯带材。改进的变形和恢复处理预计将导致更高的jc值。
2002-08-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Performance Boost in Industrial Multifilamentary Nb3Sn Wires due to Radiation Induced Pinning Centers
我们报告了在12 T和15 T下，非铜临界电流密度分别为4.09 * 10^9 A/m^2和2.27 * 10^9 A/m^2，这是通过对钛合金RRP Nb 3Sn线进行8.9 * 10^21 m^-2快中子注量辐照后的输运测量得到的。据我们所知，这些值在多晶Nb 3Sn中是前所未有的，并且它们对应于相对于未辐照状态约60%的Jc增强。我们对短金属丝样品进行了快中子辐照，辐照剂量高达2.5 * 10^22 m^-2，测得的磁力数据表明，这种材料的性能可能更好，而早期对锡含量偏离化学计量比的青铜处理的Nb 3Sn金属丝进行的辐照研究证实，在如此高的中子辐照剂量下，临界电流密度会下降。我们发现，辐射诱导的点钉扎中心，而不是增加的上临界场负责这种Jc增强，并认为这些结果需要进一步研究钉扎景观工程。
2015-04-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Assessing composition gradients in multifilamentary superconductors by means of magnetometry methods
我们提出了两种基于磁强计的方法，适用于评估梯度的临界温度，因此组成的多相超导体：交流磁强计和扫描霍尔探针显微镜。前一种技术的新颖性在于我们开发的迭代评估程序，而后者的强度是直接可视化的温度依赖的磁场渗透到超导体。使用的一个PIT Nb3Sn线的例子，我们证明了这些技术的应用，并比较各自的结果彼此之间和EDX测量的Sn分布内的子元素的线。
2016-11-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Solenoidal Coils Made from Monofilamentary and Multifilamentary MgB2 strands
三个卷已经被缠绕并且具有MgB 2股，并且测试了传输特性。其中一个线圈缠绕有铜护套的单股线，另外两个线圈缠绕有具有Nb反应屏障、铜稳定和外部蒙乃尔护套的七股线。导线首先是S-玻璃绝缘的，然后缠绕到OFHC Cu成形器上。然后在675 ℃/30 min（单股）和700 ℃/20 min（多股）下对线圈进行热处理。代表性股线的较小（1 m）段也缠绕成桶形样品，并与线圈一起进行HT。在HT之后，对线圈进行环氧树脂浸渍。沿线圈长度在不同抽头处进行传输Jc测量。测量最初是在液氦中进行的，然后作为温度的函数达到30 K。研究了沿线圈的响应均匀性，并与短样品结果进行了比较。每个线圈包含超过100 m的0.84-1.01 mm OD股线。7股线圈之一在4.2 K下达到222 A，自场，SC中的Jc为300 kA/cm 2，绕组组Je为23 kA/cm 2。在20 K时，这些值分别为175 kA/cm 2和13.4 kA/cm 2。在4.2K和20 K下分别获得了1.5T和0.87T的磁孔场。另一个多腔线圈给出了类似的结果。
2005-03-31 cond-mat.supr-con
Holistic numerical simulation of a quenching process on a real-size multifilamentary superconducting coil
本研究提出GPU优化的大规模数值算法，模拟真实尺寸多丝超导线圈淬火过程，揭示热磁不稳定性传播机制，发现磁通跳跃与焦耳热积累相关，为下一代超导磁体设计提供优化方向。
2024-03-12 cond-mat.supr-con physics.app-ph
High performance new MgB2 superconducting hollow wires
MgB 2空心线已经用一种新的技术生产，该技术使用传统的线制造工艺，但应用于含有适当形状的元素B和Mg前体的复合坯料。该技术已应用于几十米长的单股和多股线材的生产。在4.2 ~ 30 K温度范围内测量了MgB_2空心线在磁场中的超导输运性质。结果表明，这种超导线材在15-30 K温度范围和中高磁场下有可能用作超导体。
2002-07-19 cond-mat.supr-con
High transport critical current density obtained for Powder-In-Tube-processed MgB2 tapes and wires using stainless steel and Cu-Ni tubes
采用粉末管法制备了MgB 2带材和线材。护套材料采用不锈钢和Cu-Ni管，不进行热处理。不锈钢带在4.2K和5 T下的传输临界电流密度Jc约为10，000 A/cm 2。将Jc-B曲线外推到零场，得到约300，000 A/cm ~ 2的高Jc。采用Cu-Ni合金管成功地制备了多芯（7芯）MgB 2线材。对于带材和线材，MgB 2的晶粒连通性与高压烧结的块状样品一样好。然而，由于MgB 2的较低堆积密度，Cu-Ni护套线的Jc低于不锈钢护套带。
2001-06-01 cond-mat.supr-con
Large critical current density improvement in Bi-2212 wires through groove-rolling process
近年来，Bi-2212圆丝超导体在高磁场中的应用越来越受到人们的关注，但要使其在高磁场中成功应用，还需要提高临界电流。最近的研究表明，电流流动的主要障碍，特别是在长导线中，是这些粉末管处理的导体内的残余孔隙度，当Bi-2212熔化时，其在气泡聚集中发展。通过这项工作，我们试图克服这个问题的作用，对丝致密化，通过改变变形过程。在这里，我们显示的影响，槽轧制与拉伸过程中的临界电流密度JC和微观结构。特别地，槽乳多相线显示出相对于用相同Bi-2212粉末和结构制备的拉制线增加约3倍的JC。我们认为，这种方法在变形过程中能够产生所需的改进，因为超导性能得到了增强，并且因为它使制造过程更快，更便宜。
2013-02-13 cond-mat.supr-con
Magnetic flux penetration and AC loss in a composite superconducting wire with ferromagnetic parts
本文计算了含磁性材料层的复合超导带材中的电流分布和交流损耗，并与实验结果进行了比较，两者符合得很好。研究了均匀交变外加场和输运电流的情况。新开发的数值模型是一个近似的临界状态模型，适用于商业有限元代码，解决了矢量势。这一过程的本质特征是可以在超导体临界电流密度依赖于磁场和磁性层材料为非线性的情况下进行。此外，在磁性材料的磁滞损耗估计，基于其测量的磁化循环。在边缘覆盖镍的Bi-2223多芯磁带上的测量证实了我们的预测，在两个调查制度中显示出大幅的交流损耗降低。
2008-08-13 cond-mat.supr-con
Analysis of magnetization induced error field in superconducting magnets
超导磁体中超导体的磁化引起的磁场误差会严重影响核磁共振磁体的磁场均匀性。这对于高Tc超导磁体尤其如此。本文用磁偶极子场模型分析了超导导线或超导带材磁化引起的误差场。它使用实验测量的超导导线的磁化，并避免了需要假设屏蔽电流和它的分布在以前的方法。用该模型计算的REBCO线圈的磁场误差与用屏蔽电流模型计算的结果完全一致。计算了几种情况下沿线圈轴线的场误差分布。结果与文献中的实验定性一致。该模型对于由多芯线或带缠绕的磁体特别有用，其中细丝尺寸变化并且细丝桥接可能发生，因此屏蔽电流分布是未知的。该模型也可作为大型实际磁体磁场误差数值计算的基础。
2019-11-05 cond-mat.supr-con
Achievement of FCC specification in critical current density for Nb3Sn superconductors with artificial pinning centers
在这封信中，我们证明了记录非铜临界电流密度（Jc，非铜）在三元，多相Nb 3Sn导体的人工钉扎中心（APC）的引入。在过去的两年里，我们在APC Nb 3Sn线材的开发方面取得了很大的进展。最近的电阻率与磁场测量证实了三元APC线的高上临界场（Bc 2），其在4.2 K下为~28 T，比目前最先进的导体高约1-2 T。除了高Bc 2之外，发现与标准线相比，APC线在Nb 3Sn层中具有显著更高的Sn含量。最新APC导线的Jc，non-Cu值符合未来圆形对撞机（FCC）要求的Jc，non-Cu-B规范，最佳热处理导致Jc，non-Cu比FCC规范高29%（21 T）。显微镜分析显示，由于Sn/Nb比太低，APC线材仍然具有过高的残留Nb分数，这表明仍然存在进一步改善Jc、非Cu的巨大潜力。APC导线的开发正在进行中;这封信详细介绍了优化的一些步骤，并制定了将APC导线推向实用的磁性级导体的路线图。
2019-03-27 cond-mat.supr-con
Role of internal gases and creep of Ag in controlling the critical current density of Ag-sheathed Bi2Sr2CaCu2Ox wires
在20 T和4.2 K下，当试样长度为几厘米时，Ag包套多芯Bi_2Sr_2CaCu_2 O_x（Bi-2212）圆丝可获得大于500 A/mm ~ 2的高工程临界电流密度JE。然而，在几米长的Bi-2212导线以及缠绕成线圈的较长段中，JE（20 T）很少超过200 A/mm 2。此外，长长度的线通常在熔融加工后表现出Bi-2212泄漏的迹象，这在短的开口端样品中很少发现。我们使用质谱法研究了最先进的管中粉末（PIT）Bi-2212线的JE的长度依赖性和在熔融加工期间由它们释放的气体，证实JE随长度的降解是由于在升高的温度下由高内部气体压力产生的线溶胀[1，2]。我们进一步模拟了Bi-2212线材中的气体传输，并检查了在熔融加工前的拉制PIT线材和接受脱气处理或冷致密化处理的线材的熔融加工的关键阶段的线材膨胀。这些研究表明，在长的长度线的内部气体压力驱动蠕变的Ag护套在热处理过程中，导致线膨胀，降低密度的Bi-2212细丝，并因此降低线JE;蠕变断裂的银护套自然导致泄漏的Bi-2212液体。我们的工作表明，适当控制这种蠕变是防止Bi-2212泄漏和在长Bi-2212导体和线圈中实现高JE的关键。
2013-03-25 cond-mat.supr-con
Development of high-performance iron-based superconducting wires and tapes
传统的粉末管法（PIT）是制备铁基超导线材和带材的最有效的方法。在过去的几年里，特别是在122个家庭磷族化合物磁带方面取得了巨大的进展。在这里，我们回顾了一些最新的和显着的发展，使高性能的铁基磁带的非原位PIT过程中，特别注意几种制造技术，以实现高场Jc性能的核心密度的增加和织构的改善。在4.2K下，掺K的122/Ag带的实际能级输运Jc在10 T和14 T下分别达到0.12MA/cm ~ 2和0.1MA/cm ~ 2。对于多芯122铁基线材和带材，7芯和19芯Sr-122带材在4.2 K和10 T下的最高Jc值分别为61 kA/cm 2和35 kA /cm 2。最近，还生产了高Jc铜包覆和不锈钢/银双护套122带材，以改善机械性能或热稳定性。更重要的是，可扩展的轧制工艺已首次用于在122个11米长的导体带中展示高Jc值。
2015-06-19 cond-mat.supr-con
Investigation of inter-grain critical current density in Bi2Sr2CaCu2O8+d superconducting wires and its relationship with the heat treatment protocol
在这项工作中，我们研究了Bi2Sr2CaCu2O8+d超导线材制备过程中的每个不同的热处理阶段对晶粒内和晶粒间超导性能的影响。我们测量了温度从4 K到40 K和磁场高达7 T的磁临界温度Tc值和输运临界电流密度Jc。从分析考虑弱连接行为和邻近效应的自场临界电流密度Jc（T）的温度依赖性，我们研究了晶界（GB）对超导电流的透明性，并且我们建立了在制造过程的不同步骤中的GB氧化与GB对超导电流的透明性之间的关系。我们发现晶界氧化开始于第一结晶阶段，但在836 °C的平台和缓慢冷却阶段变得完全，并在延长的后退火步骤中进一步增强。这样的氧化使得GB更导电，从而改善晶粒间Jc值和温度依赖性。另一方面，从检查的Tc值的框架中的相图圆顶，我们发现，晶粒氧化已经在结晶步骤中的最佳掺杂，而连续的缓慢冷却和后退火处理进一步提高过掺杂的程度，特别是如果在氧气气氛中进行，而不是在空气中。
2017-07-10 cond-mat.supr-con
White Paper on High Temperature Superconducting Bi-2212 Magnets for Energy Frontier Circular Colliders
Bi-2212是目前唯一一种各向同性、扭转、多芯圆线形式的高温超导材料，它将使高场超导加速器磁体的应用范围大大扩展到圆线、各向同性Nb-Ti和Nb 3Sn导体之外。本文描述了Bi-2212在未来高能圆对撞机（包括高能质子和μ子对撞机）中可能发挥的重要作用。我们描述了其目前的技术状态（导体开发，磁体设计概念，原型磁体状态），然后在一个综合战略中提供了一个10年计划，用于>15 T加速器磁体和>25 T螺线管磁体，以吸引行业和整个美国以及对HTS磁体应用感兴趣的国际科学企业。
2022-03-23 cond-mat.supr-con physics.acc-ph
MgB2 conductors for dc and ac applications
本文讨论了MgB2导体的最新结果，从他们未来的直流和交流应用的角度来看。介绍了与导体有关的MgB_2化合物的基本物理参数。不同的导体制备方法和导体结构，并讨论了可达到的临界电流密度。本文给出了未来多芯MgB_2超导体的临界电流和交流损耗的数值计算结果。本文介绍了最近在铜包粉管、PIT、MgB_2线中观察到的50 K时交流磁化率的反常下降。
2001-09-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Ternary Nb3Sn superconductors with artificial pinning centers and high upper critical fields
在这封信中，我们展示了三元Nb 3Sn多芯导体与人工钉扎中心（APC），实现高临界场的发展。在31 T磁体上进行了测试，结果表明，它们在4.2 K时的上临界磁场（Bc 2）值为27-28 T，不可逆磁场（Birr）值大于26 T，接近或高于最好的RRP导体。在16 T和4.2 K下，非Cu Jc已经达到接近1200 A/mm 2，与RRP相当，尽管由于导体设计和热处理尚未优化，细丝中的细晶粒Nb 3Sn分数仍然很低（20-30%）并且晶粒尺寸仍然没有完全细化（70-80 nm）。对于具有1%Zr的APC导线，在4.2K、16 T下的Nb 3Sn层Jc为4710 A/mm 2，比RRP导体高约2.5倍，尽管由于氧不足和未优化的热处理，其晶粒尺寸尚未完全细化。分析了通过进一步优化APC导体及其热处理工艺可以获得的非Cu Jc。
2018-11-28 cond-mat.supr-con
Strengthened proximity effect at grain boundaries to enhance inter-grain supercurrent in Ba1-xKxFe2As2 superconductors
铁基超导体由于其突出的高场特性而在大功率应用中具有巨大的潜力。提高铁基超导线材临界电流密度的核心问题之一是揭示晶界在超导电流传输中的作用和局限性。在这里，我们通过在宽范围内（0.25<x<0.598）掺杂Ba 1-xKxFe 2As 2超导体来微调晶界的电子性质。据发现，晶粒内Jcintra峰值接近x~0.287，而晶粒间Jcinter在x~0.458处具有最大值。值得注意的是，定义为Jcinter/Jcintra的晶界透明度参数随着掺杂单调上升。通过详细的微观分析，我们认为FeAs偏析相普遍存在于晶界和相邻晶粒之间，构成超导体-正常金属-超导体（SNS）约瑟夫森结，在超导电流传输中起着关键作用。基于邻近效应和SNS结的三明治模型，提出了很好地解释我们的数据。研究发现，超导晶粒中的过掺杂大大增强了邻近效应，从而增强了晶粒间的超电流。研究结果为利用晶界工程改善铁基超导体的应用参数提供了新的思路和启示。
2022-10-04 cond-mat.supr-con
