Разработка научных основ технологии производства длинномерных композиционных сверхпроводящих материалов для магнитных систем

• Автор: Латышева, Татьяна Вячеславовна
• Шифр специальности: 05.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 144 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1. Основы теории сверхпроводимости и особенности конструкций

сверхпроводниковых материалов

1.1. Качественные характеристики сверхпроводников

1.2. Сверхпроводники 1-го и 2-го рода

1.3. Конструкции и технологии производства сверхпроводниковых изделий

1.4. Международный термоядерный экспериментальный реактор (ИТЭР)

1.5. Свойства материалов, входящих в состав сверхпроводников для ИТЭР

1.5.1. Свойства ниобия

1.5.2. Свойства тантала

1.5.3. Свойства меди
1.5.4. Свойства титана
1.5.5. Сплав ниобий-титан
Выводы по главе
Глава 2. Технологические основы осесимметричного пластического деформирования при производстве сверхпроводниковых
композиционных изделий
2.1. Режимы пластического деформирования
2.2. Степень деформации при волочении композитной заготовки
2.3. Деформационный разогрев компонентов
сверхпроводниковой заготовки
2.4. Скорости деформации при волочении сверхпроводников
Выводы по главе
Глава 3. Вопросы оптимизации технологии производства
сверхпроводниковых изделий
3.1. Характер контактного трения при пластическом деформировании
3.2. Реологические свойства жидких смазок
3.3. Течение смазки в нагнетающих устройствах
3.4. Течение смазки в смазочном конусе инструмента
3.5. Реализация условий улучшенного (смешанного) режима трения при волочении
3.6. Определение оптимальной геометрии технологического инструмента при пластическом деформировании
3.7. Контактное трение и смазка при производстве сверхпроводников
Выводы по главе
Глава 4. Предельные режимы деформирования сверхпроводниковой композиционной заготовки
4.1. Минимальная разовая вытяжка при деформации
4.2.Предельные режимы пластического деформирования
сверхпроводниковых композиционных заготовок
4.3 Твистирование сверхпроводниковой заготовки
Выводы по главе
Заключение
Библиографический список
Приложение
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность Производство качественной и конкурентоспособной продукции, соответствующей по технико-экономическим показателям лучшим мировым образцам - важнейшая задача деятельности промышленных предприятий на современном этапе. Значительная роль в решении этой задачи отводится разработке и внедрению наукоемких технологических процессов.
К таким процессам относятся сверхпроводниковые технологии -технологии, связанные с использованием явления сверхпроводимости. Характерным для сверхпроводников является нулевое электрическое сопротивление при температурах ниже критических величин, для низкотемпературных сверхпроводников - это температуры жидкого гелия.
Достижение в сверхпроводниках повышенного комплекса свойств реализовано путем эффективного использования наноструктурного состояния компонентов композиционных проводников [1]. В ФГУП Всероссийский научно-исследовательский институт неорганических материалов им. академика A.A. Бочвара (г. Москва) (ВНИИНМ) разработаны, защищенные патентами РФ, уникальные технологии деформирования и термообработки многокомпонентных (Та, Nb, NbTi, Cu, Cu-Sn), композиционных материалов, содержащих десятки тысяч микронного размера сверхпроводящих волокон с размерами зеренной структуры менее 50 нм, что обеспечило почти двукратное увеличение эксплуатационных свойств в технических сверхпроводниках [2].
Область практического применения сверхпроводников с каждым годом непрерывно расширяется. Низкотемпературные сверхпроводники (NbTi Nb3Sn) применяются в энергетике (магнитные системы термоядерных установок, накопители электроэнергии), транспорте, электротехнике, медицине (томографы), науке (магниты ускорителей, спектрометры и др). Сверхпроводники выпускаются в виде длинномерных (до 16 км) проводов и лент, позволяющих изготавливать крупномасштабные изделия различного назначения — такие как криодвигатели, медицинские диагностические

1.5.2. Свойства тантала
Тантал и ниобий обладают близостью свойств. Тантал так же относится к тугоплавким металлам и имеет ряд преимуществ перед другими видами металлов. Свойства тантала делают его идеальным конструкционным материалом для оборудования химической промышленности. Тантал инертен по отношению ко всем кислотам, за исключением фтористоводородной кислоты, дымящего серного ангидрида (803) и концентрированной серной и фосфорной кислот при высоких температурах. Эта исключительная коррозионная стойкость в сочетании с хорошей прочностью, ударной вязкостью, пластичностью и теплопроводностью делают тантал весьма ценным материалом для конструирования химической аппаратуры.
Физико-механические свойства тантала при комнатной температуре
Температура плавления, °С
Плотность У, кг/м3
Теплопроводность, Вт/(м-К)
Удельное электросопротивление, мкОм-м
Удельная теплоемкость С, Дж/(кг-град)
Твердость по Бринелю, кг/мм2, листа:
-отожженного
-деформированного
Модуль сдвига , кГ/мм
Коэффициент Пуассона
Коэффициент сжимаемости, кг/мм2
Предел прочности, кГ/мм2
Предел текучести, кГ/мм
Температура кипения, °С
Значения модуля упругости тантала при комнатной температуре приведены в таблице 1.5. Наиболее вероятна величина модуля упругости