Quench Protection in Insulated REBCO Conductors: Design Optimization and Fast Detection via REBCO SQD
CEA Paris-Saclay, Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）
研究通过优化铜稳定器和REBCO SQD设计，提高绝缘REBCO导体在淬火事件中的保护性能，实现快速检测。
2026-03-16 cond-mat.supr-con physics.acc-ph
REBCO delamination by transverse electromagnetic stress due to screening current in magnetic field
本研究针对商用REBCO带材易因厚度方向拉应力脱层的问题，利用35T以内磁场中屏蔽电流产生的横向电磁应力研究其脱层行为，为高场磁体应用的导体性能表征与质量管控提供参考。
2025-07-28 cond-mat.supr-con
Electro-mechanical properties of REBCO coated conductors from various industrial manufacturers at 77 K, self-field and 4.2 K, 19 T
稀土-钡-铜-氧化物（REBCO）带材现在可从几个工业制造商获得，并且在高场应用中是非常有前途的导体。由于不同的材料和沉积工艺，这些制造商的胶带在机电和机械性能方面可能会有所不同。对于磁体设计人员来说，这些与导体的场临界电流性能一起，在选择合适的导体时具有最高的重要性。在这项工作中，应变和应力的载流能力的依赖性以及应力和应变的相关性进行了研究的商业涂层导体从布鲁克HTS，藤仓，SuNAM，SuperOx和SuperPower在77 K，自场和4.2 K，19 T。
2015-02-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Critical Current Measurement of REBCO Cables by Using a Superconducting Transformer
开发在高磁场中承载高电流的REBCO电缆对于未来的大规模磁体应用至关重要。本文介绍了在国家高磁场实验室（NHMFL）的实验装置上，对两种不同REBCO超导电缆的临界电流进行了测量。简单堆叠电缆由NHMFL通过堆叠21个REBCO带而无需焊接。Advanced Conductor Technologies提供的圆芯导体（CORC）电缆具有21层REBCO带，每层2条带。实验装置由一个12 T的15 cm口径的分裂螺线管磁体和一个超导Transformer（SCT）电流源组成。特别注意REBCO电缆和SCT输出之间的焊点的制造。在4.2 K下测量电压-电流迹线作为磁场的函数，由此确定临界电流。讨论了这种测量的细节。
2023-02-14 cond-mat.supr-con
Observation of REBCO delamination in the resistive insulation nested coils
National High Magnetic Field Laboratory（国家高磁场实验室）
研究发现REBCO导体在磁体测试中发生脱粘，揭示了其在垂直方向上的机械弱性，为未来磁体设计提供重要参考。
2025-12-18 cond-mat.supr-con
REBCO delamination characterization by 90 degree peel test
本文针对REBCO带材在厚度方向易剥离的问题，开发了90度剥离测试方法用于40T全超导磁体项目的质量保证，发现剥离强度受铜层厚度和RRR影响，但该方法仍可有效评估同规格带材的剥离强度。
2024-10-13 cond-mat.supr-con
A newly developed 10kA-level HTS conductor: innovative tenon-mortise-based modularized conductor (TMMC) based on China ancient architecture
本文提出基于中国传统榫卯结构的模块化高温超导导体TMMC，通过REBCO堆叠完全错位配置提升临界电流各向同性并降低交流损耗，160带材原型在77 K自场下达到13.69 kA。
2023-12-17 cond-mat.supr-con
Effects of Wax Impregnation on Contact Resistivity Between REBCO Tapes
无绝缘REBCO线圈技术的进步使得了解和控制接触电阻率变得越来越重要。Praffin（蜡）浸渍是一种用于提高绝缘和非绝缘REBCO线圈机械稳定性的工艺。浸蜡对无绝缘线圈和带有附加铜稳定剂或多导体的绝缘线圈都有好处。在后一种情况下，导体和附加稳定器之间的接触电阻也很重要。了解蜡的去除对接触电阻率（Rct）的影响是至关重要的。我们设计并建立了一个装置，使用短REBCO样品，模拟在蜡浸渍过程中的煎饼线圈的Rct的行为。在77 K下测量了蜡浸渍前后的Rct。此外，缠绕单个扁平线圈以测试蜡浸渍的效果。该线圈模拟NHMFL 32 T磁体线圈A的绕组应力。在77 K和4.2 K下测量了石蜡浸渍前后的Rct。我们发现，蜡浸渍不显着改变接触电阻率。这意味着蜡浸渍可以用于线圈中，而不会损害匝之间的电流共享能力。讨论了实验过程和结果。
2023-02-13 cond-mat.supr-con
Roebel cables from REBCO coated conductors: a one-century-old concept for the superconductivity of the future
采用高温超导体（HTS）的能源应用，例如电动机/发电机、变压器、传输线和故障电流限制器，通常在交流（AC）状态下操作。为了高效，除了必要的载流能力之外，HTS装置还需要具有足够低的AC损耗值。大多数应用都是在电流超过单根导线的电流容量的情况下运行的，因此需要具有更高载流容量的电缆导线解决方案，对于大型水轮发电机，载流容量从几kA到高达20 - 30 kA。一个世纪前的1914年，Ludwig Roebel发明了一种用于铜缆的低损耗电缆设计，并相继以他的名字命名。罗贝尔电缆背后的主要思想是分离不同股线中的电流，并提供沿电缆方向的股线的完全换位。如今，这些电缆通常用于大型发电机的定子。基于与传统材料同类产品相同的设计理念，由REBCO涂层导体制成的高温超导罗贝尔电缆首先在卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）制造，并已连续开发出许多品种，提供所有所需的技术特性，如完全换位的股线，高传输电流和低交流损耗，同时保留了特定电缆设计的足够灵活性。在过去的几年中，已经发表了大量关于这种电缆的概念、制造和表征的科学论文。因此，审查这些结果的时机已经成熟。其目标是为此类高温超导电缆的用户、开发人员和制造商提供概述和简明易懂的指南。
2017-05-29 cond-mat.supr-con physics.ins-det
A transformative superconducting magnet technology for fields well above 30 T using isotropic round wire multifilament Bi2Sr2CaCu2O8-x conductor
本文报道了用高温铜酸盐超导体Bi_2Sr_2CaCu_2 O_（8-x）（Bi-2212）制成的复丝圆线导体可以产生近34 T的磁场，远高于Nb_3Sn的24 T上限。这种Bi-2212导体的一个显着属性是，它不表现出宏观纹理，并且包含许多大角度晶界，但在20 T和4.2 K下仍获得非常高的超导临界电流密度Jc，为2500 A/mm 2。该Bi-2212导体不具有REBa 2Cu 3 O 7-x（REBCO）的高Jc涂覆导体所需的极端织构，也避免了其高纵横比、大的超导各向异性和对单丝导体的缺陷的固有敏感性。Bi-2212线可以缠绕或缆线成几乎任何类型的超导磁体，并且对于超过Nb 3Sn技术的当前1GHz质子共振极限的非常高的场NMR磁体将是特别有价值的。这一证明表明，晶界限制高Jc实际上可以克服表明了重新关注非理想几何形状中的晶界性质的巨大价值，特别是将这种Bi-2212导体的经验转化为多丝圆线REBCO或Fe基超导体的制造。
2013-05-06 cond-mat.supr-con
Delamination in Large REBCO Coils
National High Magnetic Field Laboratory（美国国家高磁场实验室）
本文报告了大型REBCO线圈中因电磁应力导致的分层现象，通过测试和显微镜观察确认了气泡状分层，并讨论了其对未来磁体设计的影响及缓解方法。
2026-10-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con physics.app-ph
Critical Current, Lengthwise Fluctuations, and Flux Jumps in REBCO CC: A Torque Magnetometry Study up to 45 T
National High Magnetic Field Laboratory, Florida State University（国家高磁场实验室，佛罗里达州立大学）
本文设计并实现了一种适用于REBCO涂层导体的扭矩磁强计，在高达45 T的磁场下测量了多个样品的角度临界电流，揭示了纵向Ic波动和磁通跳跃现象，为高场磁体和核聚变应用提供了重要见解。
2026-06-03 cond-mat.supr-con
Control of turn-to-turn contact resistivity in resistively insulated REBCO coils
National High Magnetic Field Laboratory（国家强磁场实验室）
研究通过添加导电填料和氧化不锈钢层控制线间接触电阻率，实现大线圈中电阻率的稳定控制。
2026-04-16 cond-mat.supr-con
Thermal conductivity of REBCO tapes with different stabilizers from 4.2 to 200 K
本研究测量了4.2至200 K下不同稳定剂REBCO带材的纵向热导率，发现具有Ag-3at%Au稳定剂的样品热导率显著低于银稳定剂，有望用于电流引线。
2024-10-13 cond-mat.supr-con
35.4 T field generated using a layer-wound superconducting coil made of (RE)Ba2Cu3O7-x (RE = Rare Earth) coated conductor
为了探索层绕（RE）Ba 2Cu 3 O 7-x（REBCO，RE = Rare Earth）线圈在> 30 T的高磁场环境中的极限，构建了一系列小插入线圈并在背景场中表征。其中一个线圈使用单个~100 m长的REBCO带反复达到35.4 T，该REBCO带用环氧树脂湿缠绕并嵌套在31 T背景磁体中。弹簧圈安全淬火数次，未发生降解。这种线圈的成功得益于在导体周围引入了一层薄聚酯薄膜。这种方法在线圈组中引入了一个薄弱的周向平面，防止导体分层，导体分层导致之前由该小组和其他小组制造的几个环氧树脂浸渍线圈退化。
2011-11-21 cond-mat.supr-con physics.acc-ph
Residual resistance ratio of Cu stabilizer in commercial REBCO tapes
本研究测量了商用REBCO带材中Cu稳定层的剩余电阻率，发现其主要由晶界电阻率决定，且与氯杂质浓度和晶粒尺寸相关，热退火可显著提升RRR。
2024-10-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Study of grain boundary transparency in (Yb1-xCax)Ba2Cu3O bi-crystal thin films over a wide temperature, field and field orientation range
残余小角度晶界（GB）网络仍然是双轴织构稀土钡铜氧化物（REBCO）涂层导体中最重要的限流机制。虽然Ca掺杂被公认为在高温下在弱场中改善穿过低角度GB的超电流流动，但Ca掺杂也抑制Tc，使得迄今为止REBCO涂覆导体的高温应用不切实际。另一方面，REBCO的高场磁体应用需要低温。在这里，我们系统地评估的有效性，钙掺杂在提高GB的透明度，r $^{GB}$ = Jc $^{GB}$ /Jc $^{grain}$，低角度Yb 1-xCaxBaCuO [001]倾斜双晶薄膜下降到10 K，磁场垂直和平行于薄膜表面，而不同的钙和氧的掺杂水平。使用低温扫描激光显微镜（LTSLM）和磁光成像（MOI），我们发现rGB强烈地依赖于磁场和GB平面之间的角度，并且清楚地识别出其中Jc $^{GB}$可以超过Jc $^{grain}$（r $^{GB}$ >1）的制度，其中通过平行于GB位错的场来优化GB钉扎。然而，即使在这种有利的情况下，我们发现，r $^{GB}$变得更小，在较低的温度。计算的GB Ca偏析分布预测，GB位错核心之间的高Jc通道几乎是无Ca的。因此，许多作者在Tc附近看到的Ca掺杂的积极影响可能部分是这些无Ca通道的较高Tc的结果。
2015-04-29 cond-mat.supr-con
Coupling loss at the end connections of REBCO stacks: 2D modelling and measurement
在高功率密度超导电机中，超导带材通常堆叠并在端子处连接在一起以提高电流容量。当一个平行的正弦磁场被施加在这个部分耦合的叠层上时，耦合电流被感应并导致额外的耦合损耗。通常需要三维建模来计算耦合损耗，但这需要花费大量的计算资源和时间。为了提高计算速度，本文提出了一种基于最小电磁熵产生（MEMEP）的二维数值模拟方法。MEMEP模型具有较高的计算精度，并能考虑实际的带间电阻，采用大量的网格单元计算耦合损耗，与实测结果吻合较好，系统地研究了耦合损耗的幅值依赖性、频率依赖性、电阻依赖性和长度依赖性。结果揭示了耦合损耗的特性，这对多带导体的器件，如电机的定、转子绕组，有很大的帮助。
2020-01-09 cond-mat.supr-con physics.app-ph
Non-Linear Dynamics Induced by Strong Radio-Frequency Fields in ReBCO High Temperature Superconductors
SLAC National Accelerator Laboratory（SLAC国家加速器实验室）；CERN（欧洲核子研究中心）；ICMAB-CSIC（巴塞罗那物质研究所-西班牙高等科学研究委员会）
本研究通过半球形TE模腔测试了两种REBCO涂层在微波频段强射频场下的超导转变动力学，首次观察到微秒时间尺度上的完全时间分辨转变动态。
2026-06-02 cond-mat.supr-con physics.acc-ph
AC loss modelling in superconducting coils and motors with parallel tapes as conductor
许多超导电力应用包含REBCO线圈。超导电机对于航空等移动应用非常有趣，这要归功于其单位重量的高功率。为了减小电感，绕组中经常使用多带导体，但平行带存在耦合交流损耗。在这篇文章中，我们分析的交流损耗的单个线圈和一个完整的定子的绕组的平行磁带，考虑到几个耦合的情况。我们的计算机建模方法结合了自编程序和商业有限元方法来计算电流密度和交流损耗。我们发现，隔离的磁带沿长度提供几乎相同的交流损耗减少所获得的完全换位。这表明，仍然有许多未开发的策略，以减少交流损耗在多带导体。
2019-04-17 cond-mat.supr-con physics.app-ph
Angular dependenceof the magnetisation AC loss: coated conductors, Roebel cables and double pancake coils
当导体受到相当大的磁场作用时，如在旋转机器、Transformers和高场磁体中，ReBCO涂层导体的交流损耗很大。罗贝尔电缆可以减少这些情况下的交流损耗。然而，需要计算机模拟来解释实验，理解损耗机制，通过优化罗贝尔电缆来减少交流损耗，并设计低温系统。在这篇文章中，我们模拟和讨论的交流损耗由于施加的磁场使电缆的任意角度，并考虑到一个现实的各向异性场依赖的临界电流密度。我们研究了超导体部分的交流损耗的限制非常高的耦合电流和完全非耦合股。非耦合情况下的模拟也描述了一个双饼线圈没有运输电流。对于模拟，我们使用两种不同的数值方法互补的优势。这作为相互检查的正确性的模拟结果，这同意对方。与预期相反，我们发现交流损耗不仅取决于所施加的磁场的垂直分量。我们还发现，与未换位的电缆相比，与股线表面成7度以下的取向的施加场的AC损耗降低了一个数量级以上。因此，我们建议将罗贝尔电缆用于具有磁场重要并联组件的绕组，例如Transformers和高场磁体。
2011-09-13 cond-mat.supr-con
Development of a novel transposed cable with in-plane bending of HTS tapes (X-cable)
一个紧凑的高温超导电缆，能够携带大电流密度是至关重要的发展高场加速器磁铁。我们正在报告一种新的高温超导电缆（命名为X电缆），可以实现高电流密度的罗贝尔电缆，但实现了平面弯曲堆叠高温超导带材直接实现换位。该电缆是与一家工业公司在生产线上联合开发的：从一开始就准备好大规模生产。最近，一个原型电缆与REBCO涂层导体已成功制造。测试结果显示没有明显的退化，证明了这种电缆概念的可行性。本文将介绍该电缆的设计概念、REBCO带材的面内弯曲性能、第一个原型电缆的制造过程和测试结果。
2021-09-16 cond-mat.supr-con physics.acc-ph
Temperature- and field-dependent characterization of a conductor on round core cable
圆芯导体（CORC）电缆是一种主要的高温超导体电缆概念，其结合了可扩展性、柔性、机械强度、易于制造和高电流密度;使其成为大型高场磁体的可能候选导体。为了模拟这种磁体的边界条件以及CORC电缆的温度依赖性，使用“FBI”（力场电流）超导体测试设备表征了由15.4 mm宽的SuperPower REBCO带组成的1.16 m长的样品。在五个步骤的调查中，CORC电缆的性能，确定在不同的横向机械负载，磁背景场和温度，以及它的快速电流变化的响应。在第一步中，在液氮浴中测量样品的77 K自场电流。在第二步中，在自场条件下测量了温度依赖性，并与外推的单带数据进行了比较。在第三步中，在测量载流能力的同时重复循环背景磁场，以确定横向洛伦兹力对CORC电缆样品性能的影响。在第四步中，测量了样品在不同场（2-12 T）和温度（4.2-51.5 K）下的载流能力。通过有限元方法模拟，表面温度被转换成平均样品温度和获得的字段和温度依赖性进行比较外推的单磁带数据。在第五步中，用快速数据采集系统观察CORC电缆样品对快速电流变化（8.3kA/s）的响应。在这些测试期间，样品性能保持不变。样品的测量载流能力与制造商公布的假设场和温度依赖性的单个磁带的载流能力相关。
2015-04-27 cond-mat.supr-con
Phase coherence and the Nernst effect at magic angles in organic conductors
最近在（TMTSF）$_2$ PF $_6$中的晶体学方向附近的场中观察到巨大的能斯特信号。如此大的能斯特信号最自然地与饼状涡旋的运动相关联。我们提出了一个模型，在该模型中，相位相干性被破坏的整个样品中，除了在平面密切对准所施加的领域$\bf H$。在平面上方或下方的小倾斜改变穿透涡流的方向和密度，并导致能斯特信号，该能斯特信号随着观察到的$\bf H$的倾斜角而变化。在魔角的阻力缺口被理解为场致涡的通量流耗散。
2004-01-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
In-plane anisotropy on the transport properties in the modulated Bi_2O_2-based conductors Bi-2212 and Bi-Sr-Co-O
研究了Bi_2Sr_2CaCu_2 O_{8+δ}（Bi-2212）和Bi-Sr-Co-O（BiCo）单晶的面内各向异性对电阻率和热电势的影响。在Bi-2212中，b轴电阻率高于a轴电阻率，并且表示为a轴电阻率和附加剩余电阻率之和。在特征温度T^* 以下观察到由于赝能隙引起的向下偏差，该特征温度以电导率的形式是各向同性的。这些结果表明，沿b轴的调制结构作为各向异性散射中心，但不影响赝能隙的形成。另一方面，由于六方CoO_2层和岩盐Bi_2O_2层之间的失配结构，Pb掺杂BiCo的电阻率和热电势的各向异性很大。然而，在无铅BiCo的电阻率的各向异性是非常小的，这表明，面内各向异性是平均的调制结构，其方向是从a和b轴倾斜45度。
2002-04-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Temperature- and Field Dependent Characterization of a Twisted Stacked-Tape Cable
绞合叠带电缆（Twisted Stacked-Tape Cable，TSTC）是高温超导体电缆的主要概念之一，具有可扩展性、易于制造和高电流密度等优点，使其成为大规模磁体导体的可能候选材料。为了模拟这种磁体的边界条件以及扭曲堆叠带电缆的温度依赖性，使用卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）的技术物理研究所（ITEP）的“FBI”（力场电流）超导体测试设备表征由40.4mm宽的SuperPower REBCO带组成的1.16m长的样品。在第一步中，在测量载流能力的同时循环背景磁场，以确定洛伦兹力对TSTC样品性能的影响。在第一个磁场循环中，测试了TSTC样品的临界电流高达12 T。在12 T的最大背景磁场下，高达65.6 kN/m的显著洛伦兹力导致载流能力不可逆下降11.8%。降解饱和（在4.2 K和12 T背景场下的临界电缆电流为5.46 kA），并且在随后的场循环中不会增加。在第二步中，利用“FBI”测试设备的可变温度插入物在不同背景场（4-12 T）和表面温度（4.2-37.8 K）下表征样品。在第三步骤中，在77 K自电场下确定沿样品长度的性能。在现场测量期间，在磁体的高场区域内的样品的中心部分获得了15%的降解。
2015-02-24 cond-mat.supr-con
Critical Current Density of YBa{2}Cu{3}O{7-d} Low-Angle Grain Boundaries in Self-Field
研究了YBa{2}Cu{3}O{7-d}（YBCO）外延薄膜中流过小角度晶界的超导临界电流密度J_{c}。所研究的材料是沉积在SrTiO{3}上的双晶界环，包含2、3、5和7度倾斜晶界。在5 K ~ T_c温度范围内，用磁法测定了自场电流密度。我们得出的结论是，在涂层导体应用的较高温度下，通过将晶界角降低到约3度以下来改善J_{c}的潜力有限。
2001-02-05 cond-mat.supr-con
Scaling of the Hall Resistivity in the Solid and Liquid Vortex Phases in Twinned Single Crystal YBCO
纵向和霍尔电压测量在一个干净的孪生YBCO单晶在液体和固体涡旋相。对于偏离c轴超过2度的磁场，标度律|rho_xy| =A（rho_xx）^beta，其中beta近似为1.4的观察，这是不受涡格熔化过渡。涡旋固体霍尔电导率是非线性的，在低温下发散到负值。当磁场与c轴对齐时，双边界关联无序修改标度律，并且β近似= 2.标度定律不受玻色玻璃化转变的影响。我们讨论的标度行为的尺寸依赖理论的金属导体中的渗流。
1999-06-18 cond-mat.supr-con
Self-consistent Modeling of the $I_c$ of HTS Devices: How Accurate do Models Really Need to Be?
用于计算由HTS带制成的装置的有效临界电流的数值模型需要了解Jc（B，θ）依赖性，即临界电流密度Jc依赖于磁通量密度B及其相对于带的取向θ的方式。在本文中，我们提出了一个数值模型的基础上的临界状态与角场依赖的Jc提取的Jc（B，θ）的关系，从实验数据。该模型考虑了磁带产生的自场，这在实验中施加的场较低时给出了重要的贡献。同样的模型也可以用来计算由电磁相互作用带组成的器件的有效临界电流。这里考虑三个例子：两个不同的额定电流的罗贝尔电缆组成的REBCO涂层导体和电力电缆的原型组成的Bi-2223磁带。用数值模型计算的临界电流与实测值吻合较好。模拟还显示，在Jc（B，θ）中的几个参数集给出了同样好的表示的实验表征的磁带和电缆的测量的Ic值受到实验条件的影响，如由于制造和组装过程和非均匀性的磁带性能的Ic退化。这两个方面使得确定非常精确的Jc（B，θ）表达式可能是不必要的，只要该表达式能够再现角度依赖性的主要特征。该模型易于使用，可以直接在有限元程序中实现，能够解决静态电磁问题，是非常有吸引力的研究人员和设备制造商谁想要表征超导带材和计算超导器件的有效临界电流。
2014-11-04 cond-mat.supr-con
Mixed State Hall Effect in a Twinned YBa2Cu3O7-d Single Crystal
由于在高质量的YBCO孪晶单晶表面沉积了9个接触，我们研究了沿孪晶的涡旋引导运动和混合态霍尔效应。首先，我们清楚地确定了涡旋相变，并表明，当磁场是沿孪晶边界（约2度），涡旋固体是玻色玻璃。其次，通过测量在ab平面内旋转电流时总电场的方向和大小，研究了孪晶对涡旋动力学的影响。我们观察到一个部分引导的旋涡运动沿占主导地位的双平面家庭，已经明显的旋涡液体，并成为越来越明显的温度或磁场减少。没有与涡旋相变相关的变化。最后，研究了混合态的霍尔效应，特别是涡旋相变。结果表明，霍尔电阻率标度律rho_xy=A*rho_xx^b在涡旋固相中保持不变。对于沿着孪晶的磁场，指数为b=2，对应于恒定的霍尔电导率。对于倾斜的磁场，我们发现b=1.4。在这种情况下，霍尔电导率在涡旋晶格熔化时急剧变化，其斜率在涡旋固体中变得大得多。这种效应是强烈的电流依赖性，从而表明霍尔电导率是钉扎依赖性，希望解决一个长期的争议。我们还全面回顾了混合态霍尔效应的实验数据，并讨论了有关反常（霍尔效应的符号反转）和标度律的一些理论模型。霍尔标度律的一种新的模型，直接从金属导体中的渗流理论的启发。
1999-07-06 cond-mat.supr-con
