Orientador: Daltro Garcia Pinatti

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin

Resumo: Um dos principais problemas tecnológicos na produção de fios supercondutores de Nb3Sn é a otimização dos tratamentos térmicos de formação do composto intermetálico A-15 No presente trabalho o fio supercondutor de Nb3Sn é produzido através do método da difusão sólido-líquido que aumenta em...

Resumo: Um dos principais problemas tecnológicos na produção de fios supercondutores de Nb3Sn é a otimização dos tratamentos térmicos de formação do composto intermetálico A-15 No presente trabalho o fio supercondutor de Nb3Sn é produzido através do método da difusão sólido-líquido que aumenta em muito os valores de corrente crítica do supercondutor. Nesse método o nióbio, o cobre e a liga Sn7%pCu são mantidos no estado puro, dispensando tratamentos térmicos intermediários de recristalização durante o processo de fabricação do fio. Após o fio pronto, foi feito o trabalho de otimização dos tratamentos térmicos visando obter as melhores características supercondutoras no fio. Foram feitas medidas de temperatura critica, corrente crítica versus campo magnético aplicado, resistividade normal e à temperatura ambiente, microscopia eletrônica de varredura para determinação das camadas de Nb3Sn formadas e medidas de microscopia eletrônica de transmissão para determinação dos tamanhos de grãos no Nb3Sn formados em cada tratamento térmico. As amostras foram analisadas utilizando as Teorias de Aprisionamento Coletivo dos vórtices supercondutores e foi obtida boa concordância entre os dados experimentais e os teóricos. Foi determinado que o processo de produção e o pequeno tamanho de filamento utilizados fizeram com que a otimização do fio fosse obtida com sucesso

Abstract: One of the main technological problems concerning Nb3Sn superconducting wires production is the optimization of heat treatments for the formation of the intermetallic compound. At the present work, Nb3Sn superconducting wire is produced by solid-liquid diffusion method which increases...

Abstract: One of the main technological problems concerning Nb3Sn superconducting wires production is the optimization of heat treatments for the formation of the intermetallic compound. At the present work, Nb3Sn superconducting wire is produced by solid-liquid diffusion method which increases considerably the critical current values of the superconductor. Through this method, niobium, copper and Sn7%wtCu alloy are kept in the pure state. Thus, the method dispenses with intermediate heat treatments of recrystallization during the manufacturing process of the wire. After the wire was ready, optimization work of heat treatments was accomplished aiming to obtain its best superconducting characteristics. Critical temperature measurements, critical current versus applied magnetic field, normal and at roam temperature resistivity were performed, as well as scanning electron microscopy for determination of Nb3Sn layers and transmission electron microscopy measurements for determining the grain sizes in Nb3Sn formed in each heat treatment. The samples were analyzed by employing the superconducting vortex collective pinning theories and a satisfactory agreement between the experimental and theoretical data was attained. The production process and the small size of the filaments used made a successful optimization of the wire possible