Высокотемпературная сверхпроводящая катушка карманного типа обеспечивает суммарное магнитное поле 44,86 Тесла
Исследовательская группа под руководством Куан Гуанли и Цзян Дунхуэя из Лаборатории высоких магнитных полей Хэфэйских институтов физических наук Китайской академии наук (CHMFL) разработала высокотемпературную сверхпроводящую (ВТСП) катушку «карманного типа», достигнув рекордного суммарного магнитного поля в 44,86 Тесла. Катушка, намотанная с использованием лент REBa₂Cu₃O₇₋ₓ (REBCO) отечественного производства, генерировала 28,20 Тл при нулевом поле в ванне с жидким гелием и создавала дополнительно 10,36 Тл внутри стационарного магнитного поля 34,5 Тл водоохлаждаемого магнита WM5.
Рис. Результаты испытаний высокотемпературной сверхпроводящей катушки в сильном магнитном поле и схема её конструкции. Автор: Цзян Шили.
Высокотемпературный сверхпроводящий материал REBCO стал одним из оптимальных вариантов для разработки устройств, генерирующих более сильные магнитные поля, благодаря своей высокой токопроводящей способности и благоприятным механическим свойствам.
В работе была применена технология намотки катушки без изоляции (NI) и проведена систематическая оптимизация конструкции, учитывающая электромагнитные, механические и тепловые проблемы, возникающие при работе встраиваемой высокополевой катушки. Для обеспечения плоскостности и структурной целостности катушки в процессе намотки был использован метод динамического лазерного слежения.
Регулируя толщину слоя олова и оптимизируя температуру и давление пайки, исследователи разработали внутреннее соединение с сопротивлением всего 65 нОм·см² при 77 К, что значительно снизило теплопотери.
Для дальнейшего повышения термической стабильности в качестве изоляционного материала был использован нитрид алюминия для улучшения теплоотвода, а для повышения стабильности при высоких магнитных полях был применен гибкий метод соединения электродов.
