Conductores recubiertos

Abstract

Desde los años 60 superconductores de Ni–Ti y Ni3Sn con temperaturas de transición de 9K y 18K respectivamente han sido los materiales elegidos para aplicaciones superconductoras. Los prospectos para el futuro cambiaron drásticamente con el descubrimiento de los superconductores de alta temperatura crítica (HTS), los cuales presentan temperaturas de transición por encima del punto de ebullición del nitrógeno líquido (77K). Estos materiales son tenidos en cuenta hoy en día tanto para aplicaciones de potencia eléctrica y magnética como en la microelectrónica. Al primer caso corresponde la fabricación de cables para transmisión de potencia, motores, generadores, limitadores de corriente, transformadores, etc., y la tecnología a pequeña escala relacionada con la fabricación de SQUID superconductores. No obstante, la fabricación de conductores útiles a partir de estos cupratos de capas presentan problemas relacionados básicamente con: pureza química y estructural, estabilidad, estequiometría y ligaduras débiles (weak links), que limitan la capacidad de transportar corriente. A pesar de estas dificultades una primera generación de superconductores a base de (Bi,Pb)SrCaCuO empaquetados en tubos de plata, (solucionando el problema de fragilidad inherente de estos materiales), fueron comercializados. Es conocido ahora que alambres conductores con cualidades superconductoras apropiadas para ser utilizados en presencia de campos magnéticos fuertes y a altas temperaturas por encima del nitrógeno líquido, deben ser producidos usando materiales del tipo (RE)BaCuO (RE = tierras raras), denominados alambres superconductores de segunda generación o conductores recubiertos. Las técnicas de deposición química (CVD) de películas gruesas, aparecen como las más indicadas para tal efecto, por lo que el estudio de diversas técnicas de deposición química que permitan crecer películas superconductoras y capas buffer con la textura adecuada para producir conductores recubiertos con una alineación adecuada y con alta capacidad de transportar corriente (∼ 1 MA/cm2) están hoy en día en auge.

Since the 1960s, Nb–Ti, exhibiting a superconducting transition temperature Tc of 9K, and Nb3Sn, with a Tc of 18K have been the materials of choice for superconducting applications. The prospects for the future changed dramatically with the discovery of ceramic high temperature superconductors exhibiting Tc values well above the boiling temperature of liquid nitrogen (77K). These materials are now widely considered for large power applications, electronics and magnets as in microelectronics. The first case corresponding power transmission wires, motors, generators, fault current limiters, transformers, etc. and technology related small scale manufacturing SQUID superconductors. Nevertheless, the fabrication of useful conductors out of these layered cuprates encountered some problems such as chemical and structural purity, stability, oxygen stoichiometric and weak links limiting current carrying capacity. However, despite these difficulties a first generation of silver sheathed composites based on (Bi,Pb)SrCaCuO (solving the problem of inherent fragility of these materials) has already been commercialized. It is now a widespread view that superconducting wires with high performance under strong magnetic fields and at elevated temperatures above liquid nitrogen, will need to be realized using the (RE)BaCuO (RE = rare earth) materials. Chemical deposition techniques (CVD) of thick films, appear as the most suitable for this purpose, so the study of various chemical deposition techniques that allow to grow superconducting films and buffer layers with the right texture to produce a coated conductor Proper alignment and high current carrying capacity (∼ 1 MA/cm2) are now booming.