Superwires - nanoteknologi dalam industri tenaga elektrik

Pakar Institut Penyelidikan Bahan-bahan Bukan Organik All-Russian dinamakan selepas Ahli Akademik A.A. Bochvara mengembangkan teknologi untuk mewujudkan wayar super terbaru. Inti teknologi adalah pemasangan bilet komposit bimetalik dengan ubah bentuk seterusnya. Ini memungkinkan untuk memasukkan serat niobium pita dengan ketebalan hanya 6-10 nm ke dalam matriks dawai tembaga biasa.

Hasilnya adalah dawai komposit dengan keratan rentas 2 hingga 3 mm, di mana hingga 400 juta dari serat niobium terbaik ini hadir. Kawat yang dihasilkan dicirikan oleh kekuatan mekanik anomali tinggi, ketara lebih daripada 500 MPa, dan kekonduksian elektrik 65-85% daripada kekonduksian tembaga tulen, yang dicapai dengan jarak yang kecil antara gentian, sama dengan panjang jalur purata elektron dalam matrik tembaga.

Kabel super dianggap sebagai wayar dengan kekuatan tegangan melebihi 400-450 MPa, kekonduksian elektrik yang mana 40 hingga 80% daripada nilai nilai ini tembaga tulen yang sepadan. Pada musim panas tahun 2012, bersama-sama dengan RUSNANO, loji Nanoelectro dilancarkan di Rusia, sebagai sebahagian daripada aktiviti perindustriannya, pengeluaran wayar nanostructured yang sangat tinggi dengan jumlah yang dirancang sehingga 50 tan setahun bermula.

Anggaran projek berjumlah 1.02 bilion rubel. Beberapa syarikat asing, termasuk perusahaan pembuatan kapal, mempunyai kepentingan sendiri dalam memperoleh kabel super buatan Russia, kerana produk baru jauh melebihi analog yang sedia ada di pasaran.

Hari ini, superwires diperlukan terutamanya oleh para saintis untuk menghasilkan elektromagnet yang berkuasa tinggi. Rakan projek adalah: CERN, Institut Kurchatov, Makmal Kebangsaan Bidang Magnetik Tinggi, Los Alamos, Amerika Syarikat, Pusat Penyelidikan Rossendorf, Dresden, Jerman, Keretapi Rusia, VNIIKP, ALPHISICA GmbH.

Pada bulan Mac 2012, ia berada di makmal Los Alamos bahawa rekod dunia telah ditetapkan, di mana elektromagnet berdasarkan kabel super Rusia menunjukkan induksi 100 Tesla, yang 2 juta kali lebih tinggi daripada medan magnet bumi. Di samping itu, industri seperti robotik, mikroelektronik, pembinaan kapal, pembuatan pesawat dan industri berteknologi tinggi yang penting berminat menggunakan wayar super.

Jika anda membandingkan bahan komposit baru dengan tembaga, gangsa, tembaga, maka kelebihan akan menjadi nyata. Tembaga tulen mempunyai kekonduksian elektrik yang luar biasa (lebih rendah daripada perak), tetapi pada masa yang sama, kekuatan tegangan tembaga hanya 220-270 MPa.

Kekonduksian gangsa hanya 17% daripada kekonduksian tembaga tulen, tetapi kekuatan tegangan 400-970 MPa. Tembaga mempunyai kekuatan tegangan 380-880 MPa, tetapi kekonduksian elektriknya adalah 2 kali lebih rendah daripada kekonduksian elektrik tembaga.

Bagi bahan superkonduktor baru, kekuatan tegangan di sini mencapai 1200 MPa, dan kekonduksian elektrik hanya sedikit lebih rendah daripada kekonduksian elektrik tembaga.

Oleh itu, superkonduktor yang mempunyai ciri mekanikal yang tinggi hanya diperlukan untuk magnet impuls tinggi dan induktor magneto-impuls, untuk teknologi penerbangan dan ruang angkasa, untuk industri angkatan laut dan pertahanan, serta wayar kenalan untuk keretapi berkelajuan tinggi.

Kekuatan wayar juga penting hanya dalam keadaan iklim kita, di mana salji basah dan angin sepi sering membawa kepada rehat garis kuasa, yang penuh dengan pemadaman di penempatan, dan kerja pembaikan yang panjang. Dari masa ke masa, wayar nanostructured akan pasti membantu menyelesaikan masalah ini.

Lihat juga:Nanogenerators - penjana tenaga universal