Título

PROCESSAMENTO DO SUPERCONDUTOR Bi-2212 POR FUSÃO PARCIAL PARA LIMITADORES DE CORRENTE DE CURTO-CIRCUITO

PARTIAL MELT-PROCESSING OF Bi-2212 SUPERCONDUCTOR FOR FAULT CURRENT LIMITERS

Autoria

Polasek, Alexander; Saléh, Luís Antônio; Hering, Eduardo; Borges, Hortêncio; Rizzo, Fernando; Serra, Eduardo Torres; Lima, Jorge Henrique Greco

DOI

10.5151/2594-5327-0159

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Resumo

Limitadores de Corrente de Curto Circuito à base de materiais supercondutores têm um enorme potencial de aplicação no setor elétrico. Os maiores protótipos em desenvolvimento empregam o supercondutor Bi2Sr2CaCu2O8+x (Bi-2212), na forma maciça. No presente trabalho, investigamos o processamento de blocos de Bi-2212 pelo método de fusão parcial. O pó precursor é prensado na forma de bloco, que é parcialmente fundido, seguindo-se um resfriamento lento e recozimento isotérmico. Foram realizadas análises por difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura e pelo método dos quatro pontos, em corrente contínua, para a medição de corrente crítica à temperatura do nitrogênio líquido (77 K). A fusão parcial produz a decomposição da fase Bi-2212 em líquido e fases sólidas. O resfriamento lento tende a promover a densificação do material e o crescimento de longos grãos texturizados de Bi-2212, o que favorece o transporte de corrente elétrica. Contudo, ocorre também a precipitação de fases secundárias que dificultam o transporte de corrente. Busca-se a otimização do processamento, visando-se aprimorar a microestrutura e as propriedades eletromagnéticas do material.

 

Superconducting Fault Current Limiters (SFCL) are very promising for electric power applications. Presently, the largest SFCL prototypes are based on bulk modules consisting of the Bi2Sr2CaCu2O8+x (Bi-2212) superconductor. In the present work, the partial melt-processing of Bi-2212 blocks is investigated. The precursor powder is pressed in order to form blocks, which are partially melted, further slow-cooled and then isothermally annealed. The samples were analyzed by means of XRD and MEV/EDS. The four-point method was employed to measuring the critical current at the liquid nitrogen temperature (77 K). Through partial melting, the Bi-2212 phase decomposes into liquid and solid phases. The slow-cooling step induces the densification of the material, as well as Bi-2212 grain growth and texturing. However, secondary-phases precipitation takes place, disturbing the current transport. Our main goal is the optimization of the process, aiming at the improvement of the microstructure and of the electromagnetic properties.

Palavras-chave

Supercondutor; Bi-2212; Fusão parcial.

Superconductor; Bi-2212; Partial melting.