3D-печать высокотемпературных сверхпроводников в Рейнско-Вестфальском техническом университете Ахена

Репортаж от Wedoany，Исследователи кафедры цифрового аддитивного производства (DAP) Рейнско-Вестфальского технического университета Ахена (RWTH Aachen) разрабатывают технологическую цепочку аддитивного производства для изготовления высокотемпературных сверхпроводников из иттрий-барий-медного оксида (YBCO). В качестве метода аддитивного производства команда выбрала лазерное плавление в порошковом слое (PBF-LB).

YBCO, являясь оксидной керамикой, обладает экономическим преимуществом работы при охлаждении жидким азотом, однако его хрупкость и чувствительная к содержанию кислорода кристаллическая структура создают проблемы для процесса аддитивного производства. Для сохранения сверхпроводящей структуры фазы Y-123 в технологической цепочке исследователи разработали специальный порошок YBCO из оксида иттрия, оксида меди и карбоната бария. Путем регулировки размера частиц, текучести и химического состава была достигнута однородность порошкового слоя с воспроизводимым качеством.

Благодаря настройке ключевых параметров процесса (включая двойное экспонирование расфокусированным лазерным лучом) команде удалось изготовить первые образцы YBCO с воспроизводимой геометрией. Хотя первоначальные образцы не проявляли сверхпроводимости, а фазовый анализ показал снижение доли сверхпроводящей фазы Y-123, после термообработки в кислородной атмосфере эти образцы восстановили характерное падение электрического сопротивления при низких температурах и продемонстрировали диамагнитный эффект в эксперименте Мейснера. Исследователи подтвердили, что изменения микроструктуры, вызванные аддитивным производством, могут быть скорректированы последующей обработкой.

Тем не менее, исследователи отмечают, что механическая стабильность в настоящее время является ключевым ограничением для применения структур YBCO, полученных методом аддитивного производства. Соответствующие исследования направлены на понимание взаимодействия между материалом, процессом и геометрией, а также на отслеживание влияния фазовых превращений вдоль технологической цепочки на сверхпроводящие свойства.

Данный материал скомпилирован платформой Wedoany. При цитировании материалов, созданных с помощью искусственного интеллекта (ИИ), необходимо обязательно указывать источник — «Wedoany». В случае выявления нарушения прав или иных проблем просим своевременно информировать нас. Сайт оперативно внесёт изменения или удалит материал.Электронная почта: news@wedoany.com