Ассоциация государственных научных центров "НАУКА"
Ассоциация государственных научных центров "НАУКА"
Специалисты лаборатории технологии сверхпроводников на основе интерметаллических и оксидных соединений АО «ВНИИНМ» (входит в состав Топливной компании Росатома «ТВЭЛ») провели исследования, направленные на создание комплекса прочностных и электропроводящих свойств в медь-ниобиевых (Cu-Nb) наноструктурных проводах, которые находят все более широкое применение в кабельной, авиационной и других отраслях промышленности.
Cu-Nb наноструктурные провода получают в НПП “НАНОЭЛЕКТРО” (входит в состав Топливной компании Росатома «ТВЭЛ») по технологии, используемой при изготовлении сверхпроводников. В наноструктурных Cu-Nb проводах востребованными являются не его возможные сверхпроводящие свойства, а уникальное сочетание высокой прочности, сопоставимой с прочностью стали и электропроводности, составляющей до 80 % от электропроводности чистой меди. Высокая стойкость к циклическим нагрузкам и способность длительное время выдерживать работу при повышенных температурах позволяет использовать данный материал для изготовления механически нагруженных узлов электротехнических устройств.
Начиная с 90-х годов, Cu-Nb провода использовали при изготовлении обмоток высокопольных импульсных магнитов, которые работают при охлаждении жидким азотом (?196 oC). Именно на российских проводах в 2012 году в Национальной Лаборатории Высоких Магнитных Полей, (Лос-Аламос, Нью-Мексико, США) был создан импульсный магнит с пиковой индукции магнитного поля 100 Тл.», - отметил директор отделения сверхпроводящих и функциональных материалов АО «ВНИИНМ» Ильдар Абдюханов.
В настоящее время спектр применения Cu-Nb проводов непрерывно расширяется. Например, использование высокопрочных наноструктурных проводов в линиях электропередач (ЛЭП) повышает их срок службы в неблагоприятных погодных условиях за счет уменьшения массы и парусности проводов, тем самым снижая эксплуатационные затраты. Использование контактных проводов на основе двухкомпонентного сплава Cu-Nb в железнодорожном транспорте повышает надежность эксплуатации контактных систем.
Уникальные свойства Cu-Nb проводов обусловлены переходом структуры в наномасштабное состояние при достаточно больших степенях деформации. При достижении такой структуры ниобиевые волокна изгибаются в поперечном направлении и вытягиваются в продольном, принимая форму лент, толщина которых составляет нескольких нанометров, распределенных в медной матрице.
Выполненные работы открывают перспективу создания наноструктурных материалов с заданными свойствами, что расширяет возможности применения сверхпроводниковых технологий при создании новых видов продукции общепромышленного назначения.