Published May 2001 | Version v1
Report

Microstructure and current-voltage characteristics of Nb3Sn-composites

Description

Nb3Sn based superconductors are considered state of the art for high field applications. The present work focuses optimization of commercial Nb3Sn conductors with respect to their current carrying capabilities in high magnetic fields. For that purpose differently heat treated Nb3Sn conductors of binary, ternary and quaternary type were investigated. In that context it was essential to come to a more detailed understanding of how microstructural properties are connected to the shape of the current-voltage-curve. In extension of previous approaches, the microstructure was quantified by the statistical distribution of grain boundary density rather than average grain size only. For the current-voltage-curve the model of distribution of local critical currents ic was used. In order to overcome the drawbacks of that model in practical use a new numerical approach for parameter estimation was developed. This tool permitted reliable calculation of ic-distribution data out of current-voltage-curves. (orig.)

Availability note (English)

Available from TIB Hannover: ZA 5141(6562)

Abstract (German)

Fuer Anwendungen im Feldbereich oberhalb von 10 T bis etwa 20 T gelten technische Supraleiter auf Nb3Sn-Basis als Stand der Technik. Zielsetzung der vorliegenden Arbeit ist ein tieferes Verstaendnis und die Optimierung dieser Leiterklasse im Hinblick auf die Erzielung hoher Stromtragfaehigkeiten bei hohen Magnetflussdichten. Dazu werden binaere, ternaere und quaternaere technische Nb3Sn-Leiter, die unter verschiedenen Reaktionsbedingungen hergestellt wurden, untersucht. Im Rahmen dieser Untersuchungen war eine zentrale Fragestellung, inwieweit die Eigenschaften der Strom-Spannungs-Kennlinie mit mikrostrukturellen Eigenschaften korrelieren. In Erweiterung bisheriger Ansaetze wird dazu die Mikrostruktur durch die statische Verteilung der Korngrenzendichte im Nb3Sn-Gefuege beschrieben. Auf der Seite der Strom-Spannungs-Kennlinien bildet das Modell der Verteilung lokaler kritischer Stroeme ic die Grundlage der Untersuchungen. Dazu wird ein neues mathematisches Verfahren vorgestellt, mit dem die Verteilungsfunktion der lokalen ic zuverlaessig aus gemessenen Strom-Spannungs-Kennlinien bestimmt werden kann. (orig.)

Additional details

Additional titles

Original title (German)
Zusammenhang von Mikrostruktur und Strom-Spannungs-Kennlinien technischer Nb

Publishing Information

Imprint Pagination
137 p.
ISSN
0947-8620
Report number
FZKA--6562

INIS

Country of Publication
Germany
Country of Input or Organization
Germany
INIS RN
32046300
Subject category
S75: CONDENSED MATTER PHYSICS, SUPERCONDUCTIVITY AND SUPERFLUIDITY; S36: MATERIALS SCIENCE;
Resource subtype / Literary indicator
Thesis, Non-conventional Literature
Descriptors DEI
ELECTRIC CONDUCTIVITY; GRAIN BOUNDARIES; MICROSTRUCTURE; NIOBIUM ALLOYS; SUPERCONDUCTIVITY; SUPERCONDUCTORS; TIN ALLOYS
Descriptors DEC
ALLOYS; ELECTRIC CONDUCTIVITY; ELECTRICAL PROPERTIES; MICROSTRUCTURE; PHYSICAL PROPERTIES; TRANSITION ELEMENT ALLOYS