الیاف فلزی (3)
الیاف فلزی (3)
الیاف فلزی (3)
مترجم : حبیب الله علیخانی
منبع : راسخون
منبع : راسخون
فیلامنت های ابررسانای بر پایه ی نیوبیوم
یک سوال مناسب دراین جا این است که : چرا نیاز داریم یک ابر رسانا را به شکل فیلامنت در آوریم؟ جواب این سوال در پدیده ای به نام فرار گرمایی (Thermal runaway) نهفته است . اتلاف انرژی به حرکت سیلانی مربوط می شود که این حرکت سیلانی درابر رسانا موجب فرار گرمایی می شود فرار گرمایی به هر گونه بالا رفتن سریع گرما در ابر رسانا نسبت داده می شود. این مسئله باعث تبدیل شدن انرژی ذخیره شده در سیم به گرما می شود .برای جلوگیری از چنین مصیبتی ، سیم بگونه ای ساخته می شود که جریان حرارت به اطراف همواره بزرگ تر از نرخ اتلاف گرمایی باشد .این نیاز بدین معناست که سیم باید قطر بسیار کوچکی داشته باشد وباید این جریان الکتریسته در ماده ای با رسانایی گرمایی بالا مانند مس با خلوص بالا برقرار گردد. این مسئله همچنین نیازمند یک ویژگی کلیدی دیگر برای این ابر رساناهاست. این نیازمندی پینیگ جریان مغناطیسی (magneticflux Pinning) نامیده می شود.
این ویژگی بوسیله ی عملیات های متالوژی مناسب بدست می آید. (این عملیات های متالوژی عبارت اند از : کارهای سردی همچون اکستروژن وکشش سیم) که پس از عملیات آنیلینگ انجام می شوند. این عملیات ها موجب پدید آمدن ساختار سلولی مناسب وته نشین شدن : ∝-Ti می شود . که هر دوی این موارد موجب بهبود خاصیت پنینگ جریان مغناطیسی می گردد .یک آلیاژ Nb-50%Ti دارای ریز ساختار β به همراه رسوب فاز ∝ است که این ساختار یک ابر رسانا نیست . انجام یک عملیات آنیلینگ به مدت 48 ساعت ودر دمای c°375 باعث بوجود آمدن ذرات ∝ (11%) می شود بوجود آمدن ذرات ∝ بیشتر ، انعطاف پذیری آلیاژ را کاهش می دهد. همچنین دمای آنیلینگ بیشتر از c°375 باعث نرم شدن آلیاژ به دلیل کم شدن نابجایی ها می شود. کار سرد بعد از فرایند آنیلینگ باعث ریز شدن ساختار می گردد. توجه مهمی که باید در طی فرآیند کشش بدان توجه کرد این است که باید از تشکیل خش بر روی آلیاژ جلوگیری گردد. هر خش بوجود آمده بر روی سطح سیم NbTi می تواند باعث پدید آمدن یک گلوله ی سخت اکسید Nb-Ti به قطر یک میکرون شود. در طی فرایند اکستروژن یک اثر شبیه به گلوله ی برفی باعث تشکیل مخلوطی از مس وTiNb می شود عملیات آنیلینگ می تواند باعث پدید آمدن ترکیبات اینتر متالیک مانند C_U (〖NbTi)〗_2 ، 〖CU〗_2 (〖NbTi)〗_ گردد.
یکی دیگر از ابر رسانه های بر پایه های نیوبیوم 〖 S〗_( 3) Nb_3 است این ماده یک ترکیب اینتر متالیک بسیار ترد است و دارای کرنش شکست 0.2% است .از این رو به آسانی نمی توان آن را شکل دهی کرد. این ماده تغییر فرمی درحد صفر دارد . راه کاری که برای حل این مشکل اتخاذ گشته است این است که ابتدا سیم نیوبیوم در داخل زمینه ای از برونز (آلیاژ مس و قلع) کشیده می شود. دراین روش، فیلامنت های نیوبیوم در داخل زمینه ای از برنز ( C_U-13%wtS_n قرار داده می شوند. سپس از میان یک سری قالب خاص کشیده می شوند هنگامی که ضخامت مطلوب از سیم بدست آمده یک عملیات حرارتی در دمایی بین 700 تا 650 درجه سانتیگراد انجام می شود تا قلع از زمینه نفوذ کرده وبا Nb واکنش دهد و Nb_(3 ) S_n پدید آید دراین مرحلهS_n Nb_3 در زمینه ی مسی بوجود آمده است.
کاربردها
مس
مس وآلومینیوم عموماً به دلیل رسانایی الکتریکی خوبشان در سیم های آهنربا کاربرد دارند. سیم های آهنربا خیلی اوقات بوسیله ی انواع متنوعی از پلیمرها مانند نایلون ، آرامید ، پلی استر ، پلی تترافلئورو اتیلین و... پوشش داده می شوند.
آلومینیوم
فولاد
یک کاربرد جالب از فیلامنت های فولادی استفاده ی آنها در روکش های الکترومغناطیسی ( Shield electromagnetic) است. فیلامنت های فولادی مورد استفاده دراین وسایل دارای ضخامت بسیار نازک ( 15μm ) هستند. که آنها را دررزین ترموپلاست قرار می دهند. (فیلامنت های فولادی نقش پرکننده ی رسانا را بر عهده دارند)
تنگستن
سرب
کمپانی توری ( Toray co) نوعی صفحه ی تولید شده از الیاف سرب را به بازار عرضه کرده است این الیاف سربی که در داخل زمینه ای پلی وینیل کلرایدی قرار می گیرد، خاصیت عایق صدای خوبی دارد. الیاف سربی یافته نشده را می توان به عنوان پوسته ی محافظ اشعه درعایق کاری هسته ای استفاده کرد. آمیزه ای که از الیاف کوتاه سرب به همراه زمینه ای رزینی ساخته شده است می تواند به عنوان عایقی خوب در برابر اشعه ی X استفاده شود.
فیلامنت های تولیدی از ابر رسانه های نیوبیومی
ابررسانه های فیبری دارای Nb_(3 ) S_n درکاربردهایی مانند شتاب دهنده ها (accelerators) کاربرد دارند. در واقع در شتابدهنده ها ما نیاز به یک میدان مغناطیسی بزرگ داریم که تنها با ابررسانها قابل دستیابی هستند.
منبع انگلیسی مقاله : fibrous material s/k.k. chawla
/ن
تازه های مقالات
ارسال نظر
در ارسال نظر شما خطایی رخ داده است
کاربر گرامی، ضمن تشکر از شما نظر شما با موفقیت ثبت گردید. و پس از تائید در فهرست نظرات نمایش داده می شود
نام :
ایمیل :
نظرات کاربران
{{Fullname}} {{Creationdate}}
{{Body}}