Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка технологии жидкофазного нанесения эпитаксиальных буферных слоев токонесущего элемента ВТСП-2 провода с использованием метода магнитной структурной обработки

Докладчик: Чибирова Фатима Христофоровна

Должность: Заведующий лабораторией, заведующая лабораторией

Цель проекта:
Основной задачей проекта является: улучшение структурных и текстурных характеристик буферных слоев токонесущего элемента ВТСП-2 провода. Цель проекта: повышение плотности критического тока в сверхпроводящем слое токонесущего элемента ВТСП-2 провода.

Основные планируемые результаты проекта:
В результате реализации проекта будут получены следующие результаты:
- Разработан эффективный процесс магнитной структурной обработки (МСО) для всех типов эпитаксиальных слоев буфера в архитектуре ВТСП-2 провода;
- Разработан эффективный процесс формирования по методу PAND (polymer assisted nanoparticles deposition) сверхпроводящего слоя YBCO на вершине буферов оптимальной архитектуры;
- Изготовлены и испытаны экспериментальные образцы буферов оптимальной архитектуры;
- Изготовлены экспериментальные образцы токонесущего элемента ВТСП-2 провода;
- Получены результаты испытаний токонесущего элемента ВТСП-2 провода на плотность критического тока;
- Построена теоретическая модель формирования эпитаксиальных слоев из наночастиц (метод PAND);
- Разработан проект Технического задания на проведение ОТР по теме «Разработка недорогой эффективной технологии производства токонесущего элемента ВТСП-2 провода».
Разработка эффективных процессов МСО для всех типов эпитаксиальных слоев буфера ВТСП-слоя в архитектуре ВТСП-2 провода и оптимизация процесса эпитаксиального роста буферных и сверхпроводящих слоев в технологии PAND позволит получить экспериментальные образцы токонесущего элемента ВТСП-2 провода с повышенной плотностью критического тока не менее чем на10%.
Научная новизна заявляемой тематики заключается в постановке новой для мировой и отечественной практики научно-технической задачи, а именно: совместное применение в одной технологической цепочке новой недорогой жидкофазной технологии нанесения буфера и сверхпроводящего слоя и нового метода магнитной структурной обработки (МСО). Такой подход позволит понизить себестоимость ВТСП-2 провода и повысить структурное и текстурное качество получаемых буферных покрытий, которое влечет за собой повышение токонесущих характеристик сверхпроводящего слоя. Повышение качества ВТСП-2 проводов и снижение затрат на их производство приведут к снижению стоимости ВТСП-2 проводов и, как следствие, к широкому внедрению ВТСП-2 проводов на мировой рынок.
В мировой практике аналогов МСО нет.
Ближайший аналог метода PAND, применяемого в работе для получения буферных и сверхпроводящих слоев токонесущего элемента ВТСП-2 провода - это метод MOD (metal organic decomposition), в отличие от метода PAND, который использует дорогие исходные материалы и создает опасность для окружающей среды из-за выброса в атмосферу фтористого водорода.
Путь достижения заявленного результата – повышение плотности критического тока в токонесущем элементе ВТСП-2 провода – заключается в применении нового метода МСО для оптимизации процесса эпитаксиального роста буферных и сверхпроводящих слоев с повышенной остротой текстуры. Повышение остроты сверхпроводящего слоя является основным фактором повышения плотности критического тока в токонесущем элементе ВТСП-2 провода.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Разрабатываемая технология ориентирована на коммерческое применение в области производства ВТСП-2 проводов и является конкурентоспособной на мировом рынке. Разработанные в ПНИ технологические процессы МСО предназначены для встраивания в технологическую цепочку производства токонесущего элемента ВТСП-2 проводов по любой технологии. Поэтому потенциальными потребителями научно-технических результатов ПНИ могут быть компании уже имеющие технологии для производства ВТСП-2 провода или еще разрабатывающие такие технологии.
В России нет производства ВТСП-2 проводов, главным образом, из-за отсутствия, в том числе и в мировой практике, эффективной технологии для производства ВТСП-2 проводов дешевле аналогичного медного провода. По нашим оценкам разрабатываемая в проекте технология может стать такой технологией. Поэтому в случае успеха проекта она может быть предложена ОТР и создания в России производства конкурентоспособных ВТСП-2 проводов.
Разработанные в проекте технологические процессы МСО могут оказать влияние на развитие пленочных технологий и на разработку новых технологических решений, так как они могут быть использованы для МСО функциональных покрытий различных типов и на разных подложках с целью улучшения и стабилизации их служебных характеристик. Разработанные технологические процессы МСО и сам метод МСО могут быть предложены для международного сотрудничества как новый подход к структурной обработке материалов.

Текущие результаты проекта:
В результате реализации 1 этапа проект были выполнены следующие работы:
1. Выполнен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной и методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему токонесущих элементов ВТСП-2 проводов;
2. Проведены патентные исследования;
3 Разработаны программа и методики испытаний экспериментальных образцов буферов оптимальной архитектуры;
4 Разработаны программа и методики испытаний экспериментальных образцов токонесущего элемента ВТСП-2 провода;
5 Разработана методика теоретических расчетов моделей зародышеобразования и роста эпитаксиальной пленки в методе PAND;
6 Разработаны методики формирования эпитаксиальных буферных (затравочных, барьерных, верхушечных) слоев;
7 Проведен синтез и исследование исходных солей Y, Ce, Sr, La, Zr, Ba и Cu с чистотой 0,99 для прекурсорных золей буферных слоев и сверхпроводящего слоя YBCO.