НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ОТЧЕТ Лаборатория "Сверхпроводящие энергетические системы" Код (шифр) научной темы «FSWU-2022-0013» по теме: ИССЛЕДОВАНИЕ МАГНИТНЫХ, ТРАНСПОРТНЫХ, ТЕПЛОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ОДИНОЧНЫХ ВТСП ЛЕНТ, В ТОМ ЧИСЛЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ С ИСКУССТВЕННЫМИ ЦЕНТРАМИ ПИННИНГА(промежуточный, этап 1)

Отчет 164 с., 1 ч., 120 рис., 4 табл., 57 источников, 2 прил. ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ СВЕРХПРОВОДНИК, СВЕРХПРОВОДЯЩИЕ КОМПОЗИТЫ, КРИТИЧЕСКИЙ ТОК, НАМАГНИЧЕННОСТЬ, ПИННИНГ, ИНДУКЦИОННЫЙ НАКОПИТЕЛЬ ЭНЕРГИИ, КИНЕТИЧЕСКИЙ НАКОПИТЕЛЬ ЭНЕРГИИ, ВЕТРОГЕНЕРАТОР В ходе первого этапа реализации проекта были проведены работы по измерению намагниченности образцов промышленных ВТСП лент в широком интервале температур и магнитных полей. Получены кривые намагниченности, разработана программа для вычисления зависимости критического тока от магнитного поля при различных температурах. Выполнены численные расчеты критического тока в зависимости от температуры и величины поля для образцов с произвольным распределением дефектов. Выполнены исследования опытных образцов с искусственными центрами пиннинга в широком интервале температур и магнитных полей. Производство исходной промышленной и экспериментальных ВТСП лент было выполнено индустриальным партнером. Получены зависимости критического тока от магнитного поля при различных температурах, выполнен анализ пиннинга в исходной промышленной ленте и экспериментальных образцах. Наряду с исследованиями намагниченности проведены измерения критического тока ВТСП лент, а также его зависимости от магнитного поля при температурах 77К, 65К и 50К, получены угловые зависимости критического тока от направления магнитного поля. Для проведение транспортных измерений был разработан и реализован специализированный криостат для измерительной системы исследования анизотропии критического тока в магнитном поле, а также изготовлены специальные токовые мостики. Для контроля качества полученных мостиков были выполнены магнитооптические исследования образцов. Наряду с исследованиями анизотропии критического тока проведены исследования анизотропии намагниченности ВТСП лент в магнитном поле. Полученные данные являются необходимыми в том числе для оценки тепловых потерь при проектировании и реализации устройств. Выполнены исследования тепловых характеристик (теплоемкости и теплопроводности) ВТСП лент и сборок. Предложена модель и выполнено моделирование тепловых процессов нагрева ВТСП лент. Выявлены особенности протекания тепловых процессов в композите. Для дальнейшего использования ВТСП лент также было необходимо провести исследования механических образцов лент и сборок. Выполнена разработка и реализация криогенной системы и системы измерения критического тока при изгибных нагрузках. Проведена имитация намотки на формер с преднатягом, исследована деградация критического тока при изгибных деформациях. На образцах после деформации был проведен анализ локальных магнитных и токонесущих характеристик с помощью холловской магнитометрии, а также совместно с индустриальным партнером структурные исследования деформированных образцов. Анализ всего комплекса полученных результатов позволил предложить конструкцию бесконтактного сверхпроводящего магнитного подшипника, перспективного элемента генератора и кинетического накопителя энергии. Была подана заявка на изобретение. По результатам выполнения работ на данном этапе была опубликована 1 статья в журнале РИНЦ, подана 1 заявка на изобретение.