¿Qué tan frecuentes son los superconductores de alta temperatura basados ​​en itrio?

Los superconductores de alta temperatura, incluidos los cupratos a base de itrio y bismuto, son tecnología comercializada y hay varias compañías (una parte se enumera aquí) que fabrican alambres e imanes a partir de estos materiales.

Sospecho que la razón por la que los superconductores de alta temperatura no son ubicuos en los imanes de laboratorio es porque no pueden mantener corrientes suficientemente altas (al menos a temperaturas de nitrógeno líquido) que se requieren para producir un gran campo magnético. Además, es posible que haya problemas de ingeniería ‘detrás de escena’ que no se hayan resuelto, como recuperarse de un enfriamiento rápido y no tener una degradación del rendimiento con el tiempo.

Cabe señalar que HTS-110 es una empresa que fabrica electroimanes hechos de alambre de alta Tc (Bi-2223 con un Tc de 110K, de ahí el nombre) específicamente para aplicaciones de laboratorio. Sin embargo, parece que muchos de sus productos estándar vienen con un refrigerador criogénico de ciclo cerrado, lo que implica que están operando cerca de temperaturas de helio líquido.

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Entre Inna y Anonymous tienes la mayor parte de la historia. La densidad de corriente crítica en los cupratos no es tan baja si usa cristales simples limpios; pero tales cristales son extremadamente frágiles e imposibles de convertir en cables. La mayoría de las bobinas HTSC están hechas de polvos sinterizados: por lo general, uno hace un tubo de cobre hueco lleno con el polvo de cerámica, lo extrae en tubos más delgados, lo forma en la bobina deseada y LUEGO lo hornea en un horno para hacer una sinterización superconductora. Este no es el procedimiento más ideal, lo que explica en gran medida el bajo rendimiento de la mayoría de los imanes HTSC. Probablemente se están desarrollando mejores métodos, pero las personas pueden ser reacias a revelar sus secretos …

Es cierto que requiere mucha menos “potencia de enfriamiento” para reducir los superconductores de alta temperatura a 77K que para reducir un superconductor convencional de baja temperatura a la temperatura del helio líquido, por ejemplo. Sin embargo, al construir dispositivos para aplicaciones, hay que tener en cuenta las propiedades mecánicas del material.

Los superconductores de baja temperatura tienen la ventaja de ser más dúctiles y, por lo tanto, más fáciles de formar en bobinas para imanes. La mayoría de los superconductores de alta temperatura, por otro lado, a menudo son materiales frágiles que son difíciles de formar en cables. Para los materiales HTS, uno tiene que cultivar cristales individuales o alinear los límites del grano si es policristalino para transportar altas corrientes. Esto introduce un paso adicional y difícil en el proceso de fabricación. Sin embargo, se están realizando muchas investigaciones sobre el uso de materiales HTS como cables en forma de “cintas” de película delgada.