ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ И РЕЖИМОВ ТЕРМООБРАБОТКИ Nb3Sn СВЕРХПРОВОДНИКОВ ДЛЯ СОВРЕМЕННЫХ УСКОРИТЕЛЕЙ

Одним из основных применений технических сверхпроводников на основе Nb3Sn сегодня является физика высоких энергий: магнитные системы термоядерной и ускорительной техники, к материалам которых предъявляются все более высокие требования. Масштабной задачей последних лет является разработка Nb3Sn сверхпроводников для модернизации Большого Адронного Коллайдера (БАК)- High-Luminosity Large Hydron Collider (HL-LHC) и строительства Кольцевого Коллайдера Будущего (Future Circle Collider - FCC). Основной проблемой изготовления Nb3Sn сверхпроводников для этих проектов является сложность достижения сочетания повышенной критической плотности тока (Jc) при высоком уровне стабильности. Сверхпроводник представляет собой сложный композит, состоящий из нескольких основных компонентов (Nb, Sn, Cu) и дополнительных легирующих элементов (Ti, Ta, Zr и др.). Сверхпроводящее соединение Nb3Sn образуется в процессе реакционной термообработки (далее РТО) готового провода. Расчет, оптимизация размерных соотношений конструктивных элементов и разработка оптимальных режимов многостадийной термообработки при получении сверхпроводников являются основными задачами, которые необходимо решать для повышения их токонесущей способности и других электрофизических характеристик. В диссертационной работе для разработки конструкции и режимов термообработки Nb3Sn сверхпроводников с повышенной токонесущей способностью в соответствии с требованиями к материалам для магнитной системы HL-LHC был уточнен механизм формирования сверхпроводящей Nb3Sn фазы, изучены взаимосвязи конструкционных параметров и режимов РТО со структурой сверхпроводящей фазы и электрофизическими свойствами Nb3Sn сверхпроводников, разработаны рекомендаций по оптимизации конструкции и режимов РТО Nb3Sn сверхпроводников, получаемых методом ВИП, нового поколения с повышенной токонесущей способностью, изготовлены партии Nb3Sn сверхпроводников в промышленных условиях, отвечающие требованиям магнитной системы, HL-LHC и определены их сверхпроводящие свойства.