2024, Бородако, К. А., Осипов, М. А., Покровский, С. В., Абин, Д. А., Веселова, С. В., Стариковский, А. С., Руднев, И. А., Руднев, Игорь Анатольевич, Стариковский, Александр Сергеевич, Осипов, Максим Андреевич, Покровский, Сергей Владимирович, Веселова, Светлана Владимировна, Абин, Дмитрий Александрович, Бородако, Кирилл Анатольевич

Проведено исследование деформационной стойкости высокотемпературных сверхпроводящих (ВТСП) лент при различных параметрах деформации. С помощью четырехконтактного метода измерялся критический ток в образцах, деформированных на инденторах диаметрами 5–20 мм растягивающими усилиями до 200 Н. Исследованы повреждения сверхпроводящего слоя и локальные сверхпроводящие свойства подвергнутых механическим воздействиям образцов при помощи сканирующей электронной микроскопии и сканирующей Холловской магнитометрии.

2023, Абин, Д. А., Осипов, М. А., Стариковский, А. С., Руднев, И. А., Столбунов, В. С., Кулевой, Т. В., Федин, П. А., Стариковский, Александр Сергеевич, Осипов, Максим Андреевич, Абин, Дмитрий Александрович, Руднев, Игорь Анатольевич

Высокотемпературные сверхпроводящие (ВТСП) композитные ленты второго поколения – перспективные материалы для разработки источников высоких магнитных полей, в том числе для ускорителей и токамаков, где сверхпроводники могут подвергаться длительному воздействию радиационного излучения. Такое воздействие приводит к появлению дефектов в сверхпроводниках, наличие которых может приводить как к снижению токонесущей способности ВТСП вследствие деградации сверхпроводящего слоя, так и к увеличению, вследствие образования дополнительных центров пиннинга для вихрей магнитного поля. В данной работе было проведено моделирование процессов дефектообразования при облучении протонами с энергией Е = 6–20 МэВ как одиночной ленты, так и стопки из 10 ВТСП лент. Полученные результаты были проверены экспериментально при облучении стопки из 10 ВТСП лент протонами с энергией E = 6 МэВ и флюенсом до 5 ⋅ 1015 см–2. Для экспериментальных исследований использовалась промышленная ВТСП лента SuperOx с двусторонним медным покрытием толщиной 20 мкм. Показано, что для облучения протонами с энергией E = 6 МэВ, излучение практически не проходит сквозь одиночную ленту, что подтверждается тем фактом, что критический ток сверхпроводника падает только в первом слое стопки ВТСП-лент, а величина критической температуры для этого слоя отличается менее чем на 0.5% по сравнению с необлучённой лентой. Сделан вывод, что в реальных системах ВТСП-ленты могут быть легко защищены от излучения с энергией Е = 6 МэВ, но при увеличении энергии требуется более сложная конструкция защиты.Перспективные конструкционные материалы

2019, Osipov, M., Starikovskii, A., Abin, D., Rudnev, I., Осипов, Максим Андреевич, Стариковский, Александр Сергеевич, Абин, Дмитрий Александрович, Руднев, Игорь Анатольевич

The majority of superconducting levitation systems are based on bulk superconductors. However, recently, stacks of coated conductor superconducting tapes (CC-tapes) have shown a proven potential to act as an alternative to superconducting bulks as components of a magnetic levitation system. This work primarily focuses on the influence of the critical current density on the levitation force of stacks of CC-tapes. The levitation force was measured for stacks of tapes made by different manufacturers, with different values of the critical current and substrate thickness. In our experiment, we used superconducting tapes manufactured by SuperOx, Theva and Sunam. The tapes were cut into 12 mm square pieces. The number of layers in the stack ranged from 10 to 100. Levitation forces were studied for all types of tapes and for various numbers of layers in the stack. As expected, it was found that a higher critical current corresponds to a higher levitation force. The levitation force of the stacks assembled from tapes with a higher critical current tends to saturate for lower numbers of elements in the stack.

2024, Руднев, И. А., Мартиросян, И. В., Осипов, М. А., Стариковский, А. С., Абин, Д. А., Абин, Дмитрий Александрович, Осипов, Максим Андреевич, Руднев, Игорь Анатольевич, Стариковский, Александр Сергеевич, Мартиросян, Ирина Валерьевна

Использование: для электротехнических устройств. Сущность изобретения заключается в том, что комбинированный сверхпроводящий магнитный подшипник состоит из статора в виде полой трубы, изготовленного из немагнитного материала с высокой теплопроводностью, на внешней стороне которого выполнены сверхпроводящие обмотки, каждая из которых представляет собой намотанную слоями ВТСП-ленту, системы охлаждения ВТСП-лент и ротора, выполненного из немагнитного материала, на котором в пазах расположены постоянные магниты, причем геометрические центры каждой намотки ВТСП-лент статора и каждого ряда магнитов ротора расположены друг напротив друга, кроме того, оси симметрии ротора и статора совпадают. На одном из краев статора на его внешней поверхности вокруг трубы расположены стопки ВТСП-лент, состоящие из 1-100 слоев, причем стопки ВТСП-лент установлены внахлест с образованием полой сверхпроводящей призмы с толщиной стенок 12 мм, в основании которой лежит правильный многоугольник, причем количество сторон многоугольника определяется диаметром вышеупомянутой трубы, далее от полой сверхпроводящей призмы на расстоянии до 20 мм на внешней поверхности вышеупомянутой трубы устанавливаются друг за другом вдоль вертикальной оси трубы 5+4 n, где n=0, 1,2n, намоток ВТСП-лент шириной 12 мм, причем каждая намотка ВТСП-лент состоит от 1 до 70 слоев и покрыта слоем теплоизоляционного материала, вокруг статора напротив намоток из ВТСП-лент на расстоянии не более 30 мм от верхнего слоя намотки расположен цилиндрический ротор из немагнитного материала, на внутренней стороне которого в пазах закреплены 5+4 n, где n=0, 1, 2…n, рядов постоянных магнитов с размерами 10×10×10 мм, кроме того, ряды магнитов расположены на расстоянии 2 мм друг от друга в вертикальном направлении с образованием магнитной сборки Халбаха, причем геометрические центры каждой намотки ВТСП-лент и каждого ряда магнитов расположены друг напротив друга и в каждом ряду все магниты ориентированы в одном направлении. Технический результат: увеличение постоянного магнитного поля и улучшение стабилизации устройства при внешних воздействиях, стремящихся вызвать относительное поступательное смещение ротора и статора. 3 ил.

2023, Веселова, С. В., Абин, Д. А., Стариковский, А. С., Покровский, С. В., Руднев, И. А., Новиков, А. С., Стариковский, Александр Сергеевич, Абин, Дмитрий Александрович, Покровский, Сергей Владимирович, Веселова, Светлана Владимировна, Руднев, Игорь Анатольевич

Высокотемпературные сверхпроводящие магниты представляют собой систему со сложной конфигурацией. В процессе создания подобных систем ВТСП ленты могут быть подвержены механическим повреждениям, что влечет за собой ухудшение транспортных характеристик ленты. В данной работе представлены результаты экспериментальных исследований влияния механических напряжений на транспортные характеристики ВТСП лент второго поколения. Были измерены вольт-амперные характеристики различных образцов ВТСП лент второго поколения при их намотке на цилиндрические формеры различного диаметра. Намотка проводилась под углами 22° и 40° относительно оси формера с усилием от 10 до 20 Н. Проведено сравнение различных вариантов намотки и определен оптимальный набор конфигурации намотки, соответствующий минимальной деградации критического тока ленты. При помощи сканирующей холловской магнитометрии определены области локализации дефектов, возникающих при различных вариантах намотки. Все измерения проводились при температуре кипения жидкого азота. Полученные данные позволили рассчитать область протекания продольной и поперечной компоненты тока в каждом отдельном случае.

2019, Osipov, M., Starikovskii, A., Abin, D., Pokrovskii, S., Anischenko, I., Rudnev, I., Осипов, Максим Андреевич, Стариковский, Александр Сергеевич, Абин, Дмитрий Александрович, Покровский, Сергей Владимирович, Мартиросян, Ирина Валерьевна, Руднев, Игорь Анатольевич

© 2019 International Institute of Refrigeration. All rights reserved. In our report, we present new results on investigation of the influence of temperature on the levitation force between the stacks of high temperature superconducting tapes (or coated conductor - CC tapes) and a permanent magnets. We studied the changing in value of levitation force at decreasing of temperature down to 30 K for field cooled (FC) and zero field cooled (ZFC) modes for various number of tape in the stack. In the measurements we used 12 mm wide commercially available CC-tape manufactured by SuperOx. The tapes were cut into pieces 12 mm x 12 mm. The number of layers in the stack ranged from 5 to 100. Cooling of the CC-tapes stack was carried out in cryo-free cryostat. Temperature range was from 30 to 80 K. Results showed that temperature has much influence on levitation force in ZFC mode whereas for FC mode the influence of temperature on levitation force is insignificant. The experimental data were compared with the results of calculations performed by using COMSOL Multiphysics. The obtained results are very useful for the practical application in magnetic levitation based systems.

2024, Покровский, С. В., Руднев, И. А., Мартиросян, И. В., Осипова, М. А., Стариковский, А. С., Абин, Д. А., Осипов, Максим Андреевич, Покровский, Сергей Владимирович, Руднев, Игорь Анатольевич, Мартиросян, Ирина Валерьевна, Абин, Дмитрий Александрович, Стариковский, Александр Сергеевич

Изобретение относится к области электротехники, а именно к устройствам бесконтактной передачи крутящего момента. Магнитная цилиндрическая муфта на основе стопок ВТСП лент для кинетического накопителя энергии состоит из двух цилиндрических полумуфт. Ведущая полумуфта содержит постоянные магниты, а ведомая полумуфта размещена в охлаждаемой криорефрижератором вакуумной камере. На внешней поверхности ведущей полумуфты размещены не менее одного ряда постоянных магнитов. На внутренней поверхности ведомой полумуфты напротив каждого постоянного магнита расположены стопки ВТСП лент. Количество стопок совпадает с количеством постоянных магнитов. Вокруг боковой поверхности ведомой цилиндрической полумуфты с зазором установлен полый цилиндрический медный экран, имеющий плотный механический контакт с криорефрижератором. На внешней поверхности цилиндрического медного экрана, на противоположной стороне, обращенной к вышеупомянутой ведомой полумуфте, намотан нагреватель. Достигается увеличении стабильности вращения ведомого вала. 2 ил.

2023, Абин, Д. А., Руднев, И. А., Стариковский, А. С., Покровский, С. В., Веселова, С. В., Осипов, М. А., Батулин, Р. Г., Киямов, А. Г., Федин, П. А., Прянишников, К. Е., Кулевой, Т. В., Осипов, Максим Андреевич, Руднев, Игорь Анатольевич, Покровский, Сергей Владимирович, Стариковский, Александр Сергеевич, Веселова, Светлана Владимировна, Абин, Дмитрий Александрович

Исследовано влияние облучения ионами Cu+ с энергией E = 6.3 эВ на кристаллическую структуру и критические характеристики высокотемпературных сверхпроводников на основе меди в режиме создания радиационных дефектов. Показана деградация сверхпроводящих свойств, рост параметров решетки и величины относительных напряжений, обусловленных беспорядком, вдоль оси c с увеличением флюенса вплоть до полного исчезновения сверхпроводящих свойств при флюенсе F = 1.5 ∙ 1014 см–2.

2019, Osipov, M. A., Starikovskii, A. S., Rudnev, I. A., Осипов, Максим Андреевич, Стариковский, Александр Сергеевич, Руднев, Игорь Анатольевич

© Published under licence by IOP Publishing Ltd.High-temperature superconductors (HTSC) have a significant potential for application in systems based on magnetic levitation. The wide spread of second-generation HTSC tapes (CC- tape from coated conductors) allows the use of stacks of CC-tapes as an alternative to bulk superconductors, particularly in levitation systems. The paper presents the results of research of CC-tapes of various manufacturers - SuNAM, THEVA and SuperOx. The tapes were cut into square 12 mm 12 mm fragments and stacked in stacks, the number of tapes varying from 10 to 100. The measured dependences of the levitation force on the distance between the magnet and the stack have similar patterns for tapes of all manufacturers - the force of interaction increases with increasing thickness of stacks. However, the influence of the thickness of the stack on the levitation force for different CC-tapes is of a different nature.

2024, Покровский, С. В., Руднев, И. А., Мартиросян, И. В., Осипов, М. А., Стариковский, А. С., Абин, Д. А., Абин, Дмитрий Александрович, Осипов, Максим Андреевич, Стариковский, Александр Сергеевич, Руднев, Игорь Анатольевич, Покровский, Сергей Владимирович, Мартиросян, Ирина Валерьевна

Изобретение относится к области электротехники, а именно к устройствам бесконтактной передачи крутящего момента с ведущего вала на ведомый и расцепления его. Технический результат заключается в увеличении стабильности вращения ведомого вала и подшипников кинетического накопителя энергии, а также в возможности осуществления бесконтактного расцепления муфты без механического воздействия. Сверхпроводящая магнитная муфта для кинетического накопителя энергии состоит из двух цилиндрических полумуфт. Ведущая полумуфта соединена с внешним приводом движения и содержит держатель с постоянными магнитами, а ведомая полумуфта размещена в охлаждаемой криорефрижератором вакуумной камере на ведомом валу вращения. Оси симметрии двух полумуфт и вала совпадают. Ведущая полумуфта содержит держатель в пазах которого расположено не менее одного постоянного магнита таким образом, чтобы создаваемое ими магнитное поле не обладало вращательной симметрией относительно оси вышеупомянутого вала, а ведомая полумуфта содержит держатель, на поверхности которого, обращенной к постоянным магнитам ведущей полумуфты расположено не менее одного высокотемпературного сверхпроводящего элемента, таким образом, что возникающее от постоянных магнитов ведущей полумуфты магнитное поле проникает в сверхпроводящие элементы. А вокруг боковой поверхности ведомой полумуфты с зазором, обеспечивающим возможность вращения упомянутого выше вала с размещенной на ней ведомой полумуфтой, эквидистантно с ней установлен полый цилиндрический медный экран, имеющий плотный механический контакт с криорефрижератором. На внешнюю поверхность цилиндрического медного экрана противоположную стороне, обращенной к вышеупомянутому крутящемуся валу, намотан нагреватель. 3 ил.