Title

DESENVOLVIMENTO DE CENTROS DE APRISIONAMENTO ARTIFICIAIS EM SUPERCONDUTORES TERNÁRIOS A PARTIR DE FORJAMENTO E TREFILAÇÃO PARA DIFUSÃO DO Ti NA LIGA Nb-20Ta

DEVELOPMENT OF ARTIFICIAL PINNING CENTERS IN TERNARY SUPERCONDUCTORS FROM SWAGING AND DRAWING FOR Ti IN THE Nb-20Ta ALLOY DIFFUSION

Authorship

Renosto, Sergio Tuan; Ribeiro, Lívia de Souza; Bormio-Nunes, Cristina

Renosto, Sergio Tuan

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Ribeiro, Lívia de Souza

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Bormio-Nunes, Cristina

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DOI

10.5151/2594-5327-0023

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Abstract

A otimização do aprisionamento das linhas de fluxo magnéticas em supercondutores tipo II, como NbTi e o Nb3Sn, é uma das formas mais eficientes de melhorar as propriedades de transporte destes materiais. Este trabalho tem como objetivo a fabricação de um fio multifilamentar de NbTaTi com Centros de Aprisionamento Artificiais (CAA) de Ti, obtidos por meio de embutimentos seguidos de forjamento rotativo, trefilação e tratamentos térmicos. Uma barra de Cu+Nb-20%Ta+Ti (monofilamento) é forjada e trefilada. O multifilamento será obtido por combinação de tubo de Cu e de 169 pedaços do fio monofilamentar. Pretende-se aplicar tratamentos térmicos nesse multifilamento após algumas etapas de forjamento e trefilação, a fim de promover a difusão entre Nb-20%Ta e Ti e formar, portanto a liga supercondutora ternária. A obtenção de centros de aprisionamento de maneira controlada (NbTa e Ti não reagidos) e com distribuição previamente projetada possibilita uma estimativa das forças e mecanismos de aprisionamento agindo sobre as linhas vórtices. São apresentados resultados de composição e tamanho das camadas de difusão formadas durante os tratamentos térmicos.

The optimization of flux line pinning in type II superconductors, as NbTi and Nb3Sn, is the most efficient form to improve the transport properties of these materials. The present work has as objective the manufacture of a NbTaTi multifilament wire with Artificial Pinning Centers (APC). A bar of Ti introduced in a NbTa tube has the dimensions reduced by means of mechanical deformation, swaging and drawing, to produce the monofilament. The multifilament wire is produced by assembling 169 pieces of the monofilament wire in a Cu tube, followed also by swaging and drawing. At some point of the mechanical deformation process a heat treatment is applied in order to produce the ternary alloys NbTaTi by solid state diffusion. Some pure Ti and Nb-Ta is left in order to act as APC. The controlled obtain of pinning centers by previous calculation of size and distribution is advantageous in order to get the optimized critical current densities. The microstructure of the material will be characterized relative to the diffusion layer size and composition as well as the size of non- reacted pure Ti and Nb-Ta-Ti.

Keywords

Supercondutores tipo II; Fio multifilamentar; Forjamento rotativo; Trefilação.

Type II superconductors; Multifilament wire; Swaging; Drawing.