Dans le domaine de la supraconductivité, la durabilité et l’efficacité de matériaux tels que les rubans REBCO (Rare Earth Barium Copper Oxide) sont cruciales pour une application dans divers domaines de haute technologie. Cependant, ces matériaux sont confrontés à des défis, notamment lorsqu’il s’agit de conserver leurs propriétés supraconductrices sous contrainte.
Une étude récente se penche sur la relation complexe entre les contraintes mécaniques et les capacités supraconductrices des bandes REBCO, offrant de nouvelles perspectives qui pourraient ouvrir la voie à des matériaux supraconducteurs plus robustes et plus fiables.
Au cœur de cette étude se trouve l’examen des fissures de bord provoquées par le processus de refendage des rubans REBCO lorsqu’ils sont soumis à des contraintes de traction. Ces bandes, connues pour leur capacité de courant critique élevée, sont essentielles dans de nombreuses applications supraconductrices, depuis les équipements d’imagerie médicale jusqu’aux accélérateurs de particules. Il était largement admis que même des fissures mineures sur les bords pouvaient se propager et provoquer une dégradation prématurée des rubans REBCO lorsqu’ils étaient soumis à des contraintes, soulevant des inquiétudes quant à la longévité et à la fiabilité de ces matériaux dans des applications pratiques.
L’équipe de recherche, dirigée par des scientifiques de l’Université Tsinghua, de l’Université de Houston et de l’Académie chinoise des sciences, employant des techniques microscopiques et informatiques avancées, a minutieusement analysé l’impact de ces fissures sur la capacité des bandes à transporter un supercourant sans résistance.
L’équipe a examiné les rubans REBCO commerciaux fabriqués par différents procédés et a constaté que lorsque le facteur d’intensité de contrainte au fond de la fissure est inférieur à un certain seuil (KIC = 2,3 MPa√m), les fissures de bord ne se propagent pas, concluant que ces fissures ne provoqueront pas de fissures prématurées. dégradation.
L’un des principaux enseignements de la recherche est un modèle utilisant plusieurs propriétés de fissures de bord pour évaluer les facteurs d’intensité des contraintes. Ce modèle est particulièrement précieux pour les fabricants, car il suggère qu’en contrôlant ces facteurs, il pourrait être possible d’améliorer la résilience des rubans REBCO contre les contraintes mécaniques.
La recherche est publié dans le Supraconductivité journal.
Les implications de cette étude dépassent les limites du laboratoire. Dans les applications réelles, où les bandes supraconductrices doivent souvent supporter diverses formes de contraintes et de déformations, comprendre l’impact des imperfections physiques devient primordial. Cette recherche met non seulement en lumière le comportement des bandes REBCO en matière de fissures de bord, mais fournit également des conseils pour le processus de refendage et ouvre de nouvelles voies pour créer des matériaux supraconducteurs plus durables et plus efficaces, repoussant ainsi les limites de ce qui est possible dans le monde de la supraconductivité.
Plus d’information:
Zhirong Yang et al, Effet des fissures de bord sur la dégradation du courant critique dans les bandes REBCO sous contrainte de traction, Supraconductivité (2022). DOI : 10.1016/j.supcon.2022.100007
Fourni par le Centre de revues de l’Université Jiao Tong de Shanghai