Магнитные и транспортные характеристики высокотемпературных сверхпроводящих композитов в сильных магнитных полях тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат наук Сотникова (Комарова), Алла Павловна

• Сотникова (Комарова), Алла Павловна
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Сотникова (Комарова), Алла Павловна

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Высокотемпературные сверхпроводящие композиты - ленты первого и второго поколений

1.2 Области применения высокотемпературных сверхпроводящих композитов

1.3 Методы изготовления высокотемпературных сверхпроводящих композитов

1.3.1 Методы изготовления подложек и буферных слоев для ВТСП пленок

1.3.2 Импульсное лазерное осаждение (PLD - Pulse-Laser-Depositюn)

1.3.3 Осаждение металлорганических соединений из газообразной фазы (MOCVD)

1.4. Основные производители высокотемпературных сверхпроводящих

композитов

1.4.1 Архитектура и характеристики некоторых ВТСП композитов

1.4.1.1 Архитектура ВТСП лент AMSC

1.4.1.2 Архитектура ВТСП лент SuperPower

1.4.1.3 Архитектура ВТСП лент SuNam

1.5 Литературный обзор работ по транспортным и магнитным измерениям высокотемпературных сверхпроводящих композитов

1.5.1 Магнитные измерения высокотемпературных сверхпроводящих композитов

1.5.2 Транспортные измерения высокотемпературных сверхпроводящих композитов

1.6 Выводы по литературному обзору. Постановка задачи

ГЛАВА 2 МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Используемые в работе образцы

2.2 Подготовка образцов

2.3 Методика транспортных измерений высокотемпературных сверхпроводящих композитов

2.4 Использование магнитной системы при проведении транспортных измерений. Магнит Биттера

2.5 Методика измерений намагниченности высокотемпературных сверхпроводящих композитов. Использование сверхпроводящего соленоида на 15 Тл

2.6 Выводы по главе 2

ГЛАВА 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ТРАНСПОРТНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ КОМПОЗИТОВ

3.1 Вольтамперных характеристики высокотемпературных сверхпроводящих композитов при температуре 77 К в диапазоне полей от 0 до 14 Тл

3.2 Зависимость критического тока от приложенного магнитного поля

3.3 Анализ силы пиннинга

3.4 Сила пиннинга высокотемпературных сверхпроводящих композитов в зависимости от магнитного поля

3.5 Выводы по главе 3

ГЛАВА 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ МАГНИТНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ КОМПОЗИТОВ

4.1 Измерение намагниченности высокотемпературных сверхпроводящих композитов в широком диапазоне температур и магнитных полей

4.2 Сравнение намагниченности образцов с подложками, обладающими различными магнитными свойствами

4.3 Зависимости критического тока от магнитного поля, полученные на основе модели Бина

4.4 Зависимость силы пиннинга высокотемпературных сверхпроводящих композитов от магнитного поля

4.5 Измерения магнитной релаксации высокотемпературных сверхпроводящих композитов. Скорость релаксации. Энергия пиннинга

4.6 Сравнение данных транспортных и магнитных измерений

4.7 Энергетические потери в ВТСП

4.8 Выводы по главе 4

ГЛАВА 5 АНАЛИЗ ПРИМЕНИМОСТИ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ КОМПОЗИТОВ В РАЗЛИЧНЫХ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВАХ

5.1 Диапазоны применимости по температурам и магнитным полях различных высокотемпературных сверхпроводящих композитов

5.2 Анализ возможности применения высокотемпературных сверхпроводящих композитов при температурах жидкого неона и водорода

5.3 Анализ применимости современных кулеров для охлаждения систем с использованием ВТСП композитов

5.4 Выводы по главе 5

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

134

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Магнитные и транспортные характеристики высокотемпературных сверхпроводящих композитов в сильных магнитных полях»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования

Сверхпроводимость - свойство определенных материалов проводить электрический ток без резистивных энергетических потерь при понижении температуры ниже критической. Помимо критической температуры Тс сверхпроводники характеризуются рядом других, важных для практического применения, параметров, из которых основными являются критическая плотность тока Зс и величина критического магнитного поля Нс.

Широкому использованию этого физического явления многие годы препятствовали недостаточно высокие критические характеристики сверхпроводников. С появлением в 1960-х годах технических сверхпроводников 2-го рода (КЪЛ, ЫЪ^п) с достаточно высоким значением критического поля начинается производство устройств, позволяющих создавать сильные и стабильные магнитные поля для использования в ускорителях, токамаках, оборудовании для магнитной сепарации, томографии и т.д. Открытие в 1986 г. материалов, имеющих значительно более высокие температуры перехода в сверхпроводящее состояние (например, Тс = 92 К для YBa2Cu3O7_x), привело к существенному расширению потенциальных областей их промышленного использования, так как охлаждение этих материалов требует значительно меньших затрат.

Первые промышленные успехи в создании длинномерных проводов высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) связаны с разработкой лент в серебряной оболочке на основе керамического сверхпроводника Bi-Sr-Ca-Cu-O (BSCCO), получивших название лент 1-го поколения (Ю). Несколько позднее появилась технология производства композитных лент 2-го поколения (20) на основе тонких ВТСП пленок систем RE-Ba-Cu-O (REBCO, - редкоземельный химический элемент). ВТСП композиты 2-го поколения обладают свойством проводить высокие значения тока в магнитных полях при охлаждении жидким азотом, улучшенными механическими свойствами и перспективой снижения стоимости в будущем, по сравнению с первым поколением.

Важность применения ВТСП лент определяется их преимуществами по сравнению с традиционными проводниками: сокращение потерь электроэнергии; снижение линейных размеров оборудования; повышение надежности и продление срока эксплуатации электрооборудования за счет снижения старения изоляции; повышение надежности и устойчивости работы энергосистем; снижение стоимости электроэнергии, поставляемой потребителям; повышение уровня пожарной и экологической безопасности электроэнергетики. Таким образом, использование ВТСП материалов для разработки различных электроэнергетических устройств, является актуальной задачей для повышения производительности и эффективности данных устройств.

Ведущими поставщиками композитных ВТСП проводов сегодня являются: American Superconductor (AMSC), SuperPower Inc (SP), SuNAM Superconductor Technologies Inc., Sumitomo Electric Industries. Различные технологии производства обуславливают различные качества образцов со своими сильными и слабыми сторонами. В связи с актуальностью использования ВТСП материалов для изготовления различных типов устройств, в данной работе предметом исследований являлись ВТСП композиты перечисленных выше производителей: 2G лента с магнитной подложкой компании AMSC, 2G лента с немагнитной подложкой компании SP, 2G лента компании SuNam без искусственных центров пиннинга, 1G лента компании Sumitomo. Образцы отличались своим составом, свойствами. ВТСП лента компании AMSC имеет магнитную подложку, остальные образцы с немагнитными подложками из Хастеллоя (сплав никеля, молибдена и хрома). Образец компании Sunam в отличии от других на основе гадолиния и без искусственных центров пиннинга. Компании AMSC и SP внедряют разные искусственные центры пиннинга. Все 3 компании используют различные технологии производства ВТСП лент.

Анализ литературы, проведенный в работе, показал практическое отсутствие данных по критическим токам ВТСП лент в магнитных полях, больших 10 Тл, и широком диапазоне температур от 4,2 до 77 К. Исследования

проводятся, как правило, при одной выбранной температуре, чаще всего при температурах 77 К и 4,2 К и в магнитных полях до 1 Тл.

Целью работы явилось получение новых экспериментальных данных, характеризующих магнитные и транспортные параметры ВТСП композитов, для оценки возможности их применения в различных электротехнических устройствах в широком диапазоне магнитных полей от нуля до 14 Тл и диапазоне температур от 4,2 К до 77 К.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

1. Выполнены транспортные измерения критического тока и проведен анализ полученных данных для ВТСП лент второго поколения в магнитном поле от 0 до 14 Тл при температуре жидкого азота.

2. Проведены измерения и анализ кривых намагниченности ВТСП лент первого и второго поколений в магнитных полях до 14 Тл при температурах 4,2-77 К.

3. Проведен сравнительный анализ характеристик ВТСП композитов с различной архитектурой при температурах жидкого гелия, неона и водорода.

4. Предложены рекомендации по применению ВТСП композитов с различной архитектурой, транспортными и магнитными свойствами для различных типов устройств, определены оптимальные магнитополевые и температурные диапазоны использования современных ВТСП лент.

Для решения поставленных задач были проведены измерения магнитополевых и температурных зависимостей критического тока ВТСП композитов 1 -го и 2-го поколений. Измерения проводились с помощью двух различных методов: бесконтактного (магнитные измерения) и прямого контактного (транспортные измерения). В случае малых токов, например, при температуре кипения жидкого азота, использовался прямой контактный метод. При понижении температуры токи растут и применения контактного метода затруднено, поэтому при температурах ниже температуры кипения жидкого азота применялся бесконтактный метод измерения. Транспортные измерения

вольтамперных характеристик проводились в магнитном поле от 0 до 14 Тл при Т=77 К. Магнитное поле создавалось с помощью магнита Биттера. Магнитные измерения образцов проводились с помощью вибрационного магнитометра в магнитных полях от 0 до 14 Тл и при температурах от 4,2 до 77 К. Магнитное поле создавалось сверхпроводящим магнитом. Транспортные и магнитные измерения неоднократно проводились на разных партиях лент данных производителей, при этом один и тот же образец партии использовался как при транспортных, так и магнитных измерениях. Полученные результаты оказались воспроизводимыми. Поэтому в этой работе приводятся результаты измерений на примере трех ВТСП лент второго поколения и ленты первого поколения.

Научная новизна

1. Впервые проведены комплексные измерения и сравнительный анализ намагниченности и критического тока ВТСП композитов с различной архитектурой в сильных магнитных полях и широком диапазоне температур.

2. Впервые выполнен сравнительный анализ характеристик ВТСП лент второго поколения с различной архитектурой при температурах сжиженных газов: гелия (7^п = 4,2 К), водорода (7^ип= 20,3 К) и неона (7^п = 27,1 К). Установлено, что в магнитных полях более 5 Тл плотность критического тока при повышении температуры от гелиевой до 20-30 К снижается всего на 30-50 %, что указывает на реальную возможность использования жидкого водорода или неона, а также криокуллеров вместо дорогого жидкого гелия.

3. Впервые на основе модели Крамера проведен анализ магнитополевых зависимостей силы пиннинга в широком диапазоне температур для ВТСП лент различных производителей. Установлено влияние температуры на эффективность центров пиннинга и показано, что механизм пиннинга зависит от ориентации приложенного магнитного поля.

4. Впервые получены экспериментальные данные, характеризующие величину гистерезисных потерь в сверхпроводящих композитах в широком диапазоне температур и магнитных полей.

Практическая значимость работы заключаются в том, что результаты исследований важны для обеспечения эффективной работы электроэнергетических устройств на основе ВТСП лент, а также для конструирования и расчета электроэнергетических и магнитных систем на основе сверхпроводящих материалов, и могут быть в таких организациях, как НИЦ КИ, ВНИИНМ им. А.А. Бочвара, МГУ им. М.В. Ломоносова, МАИ (НИУ), ОАО «Русский сверхпроводник», ВНИИКП, ОАО «ФСК ЕЭС», ЗАО СуперОкс и др.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Экспериментальные результаты исследования намагниченности и критического тока ВТСП композитов в магнитных полях от 0 до 14 Тл и при температурах от 4,2 до 77 К:

- экспериментальные результаты, устанавливающие влияние магнетизма металлической подложки на характер поведения намагниченности ВТСП композита;

- установленные зависимости энергии пиннинга образцов от температуры;

- установленные зависимости силы пиннинга от магнитного поля;

- установленные зависимости полных потерь от магнитного поля.

2. Экспериментальные результаты, характеризующие величину гистерезисных потерь в ВТСП композитах в диапазоне температур 4,2-77 К.

3. Разработанные рекомендации по применению ВТСП лент второго поколения с различной архитектурой, транспортными и магнитными свойствами в различных областях на основании проведенного анализа характеристик ВТСП лент второго поколения различных фирм -производителей.

4. Выработанные рекомендации по оптимизации параметров криокулера для наиболее эффективного охлаждения систем на основе ВТСП.

Достоверность результатов проведенных исследований определяется физической обоснованностью изучаемых задач, использованием современных методик сбора и обработки исходной информации на основе признанных

физических моделей. Результаты получены на сертифицированном оборудовании, показана воспроизводимость результатов исследования в различных условиях.

Личный вклад соискателя

Все результаты, представленные в работе, получены соискателем лично, либо в соавторстве при его непосредственном участии. А именно, автором проведены измерения магнитополевых зависимостей критического тока на магните Биттера, измерения намагниченности ВТСП лент в сильных магнитных полях на сверхпроводящем соленоиде Oxford Instruments, обработка и анализ полученных экспериментальных данных, анализ использования ВТСП лент в магнитных и электротехнических устройствах, анализ использования криокулеров для охлаждения сверхпроводящих магнитов с использованием ВТСП лент.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях: Научная сессия НИЯУ МИФИ (Москва, 2010 г.); «Прикладная сверхпроводимость» (Москва, 2010 г.); Всероссийская научная школа для молодежи «Образование в сфере нанотехнологий: современные подходы и перспективы» (Москва, 2010 г.); IV Международная конференция «Фундаментальные проблемы

высокотемпературной сверхпроводимости ФПС'11» (Звенигород, 2011 г.); Всероссийская молодежная научная конференция с международным участием «Инновации в материаловедении» (Москва, 2013 г.); XI Европейская конференция по прикладной сверхпроводимости (EUCAS 2013, Италия); II Международная конференция «Плазменные, лазерные исследования и технологии» (Москва, 2016 г.).

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения и библиографии. Работа изложена на 145 страницах, содержит 101 рисунок, 13 таблиц и список цитируемой литературы из 109 наименований.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 работ, включая 6 статей в рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК РФ, и 1 патент РФ.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована цель работы, указана научная новизна и практическая ценность, изложены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе проанализированы литературные данные по характеристикам высокотемпературных сверхпроводящих композитов - лент первого и второго поколений, областям их применения и преимуществам, современным технологиям производств. Описана архитектура современных сверхпроводящих композитов, приведены в качестве примера результаты магнитных и транспортных измерений ВТСП лент, проведенных различными лабораториями. На основе обзора и анализа литературных данных поставлены задачи исследования.

Вторая глава посвящена методическим вопросам. Описана методика транспортных измерений высокотемпературных сверхпроводящих композитов. Приведено описание использования магнитной системы при проведении транспортных измерений. Описаны магнит Биттера, методика измерений намагниченности высокотемпературных сверхпроводящих композитов при использовании сверхпроводящего соленоида на 15 Тл.

В третьей главе представлены экспериментальные результаты транспортных измерений высокотемпературных сверхпроводящих композитов. Приведены результаты измерений вольтамперных характеристик высокотемпературных сверхпроводящих композитов при температуре 77 К в диапазоне магнитных полей от 0 до 14 Тл и двух направлениях: перпендикулярно (Н || с) и параллельно (Н || аЬ) плоскости ленты.

Четвертая глава посвящена экспериментальным результатам магнитных измерений высокотемпературных сверхпроводящих композитов. Приведены данные по измерениям намагниченности высокотемпературных сверхпроводящих композитов в диапазонах температур от 4,2 К до 77 К и магнитных полях от 0 до 14 Тл. Проведено сравнение намагниченности образцов с подложками, обладающими различными магнитными свойствами, приводятся зависимости

критического тока от магнитного поля, полученных с помощью модели Бина, зависимости силы пиннинга высокотемпературных сверхпроводящих композитов от магнитного поля. Описаны результаты измерений магнитной релаксации высокотемпературных сверхпроводящих композитов, скорости релаксации и энергии пиннинга, представлено сравнение данных по транспортным и магнитным измерениям. Построены зависимости полных потерь за цикл от магнитного поля, силы пиннинга от магнитного поля, проведен анализ механизма пиннинга.

Пятая глава посвящена оценке применимости высокотемпературных сверхпроводящих композитов в различных электротехнических устройствах. Проводится сравнение магнитных и транспортных характеристик ВТСП образцов второго поколения при температурах жидких гелия, водорода и неона. Определены оптимальные магнитополевые и температурные диапазоны использования современных ВТСП. Проведен анализ применимости современных кулеров для охлаждения систем с ВТСП композитами. Сформулированы рекомендации по выбору криокулера для охлаждения систем на основе ВТСП.

Глава 1 Литературный обзор

1.1 Высокотемпературные сверхпроводящие композиты - ленты первого и

второго поколений

Открытие высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) в 1986 г. исследователями из компании IBM расширило возможности практического использования сверхпроводимости. Рекордная температура перехода в сверхпроводящее состояние (без давления) на сегодняшний день известна для соединения HgBa2Ca2Cu3Ox (Тс = 138 К). Критическая температура порядка 100 К даёт возможность использовать в качестве хладагента для материалов REBCO не дорогой жидкий гелий, а жидкий азот (Т^ = 77 К) или жидкий водород (Тип = 20 К), что делает использование криооборудования для охлаждения ВТСП в несколько раз экономичнее, чем для низкотемпературных сверхпроводников.

Первые успехи в создании проводов из хрупкой керамики с сильной анизотропией были связаны с разработкой ВТСП лент в серебряной оболочке на основе сверхпроводника оксида висмута-стронция-кальция-меди. Такие ВТСП ленты получили название лент первого поколения [1]. Для их изготовления используется метод «порошок в трубе». Согласно ему, металлическая оболочка из серебра или из сплава серебра наполняется порошком прекурсора. Затем трубка герметично запаивается и вытягивается в тонкую проволоку. Полученная проволока нарезается и вставляется в пустую трубку и после серии описанных действий: дополнительного вытягивания, прокатки и термической обработки многоволоконные ленты приобретают требуемую структуру со

сверхпроводящей фазой. Эта технология является дорогостоящей из-за использования большого количества серебра.

Вместо чистого серебра также применяются его сплавы из-за большей механической прочности и твёрдости. Прочность сплавов позволяет добиваться большей плотности керамики внутри проводника и препятствует нарушению целостности металлической оболочки композита, что характерно в случае мягкого чистого серебра. Кроме того, при практическом применении проводников в

технике провода подвергаются различным деформациям таким, как натяжение, кручение, изгиб или просто старение. Это приводит к растрескиванию керамики в сердцевине композита и, соответственно, к ухудшению его сверхпроводящих свойств. Использование в качестве оболочки более твёрдых сплавов существенно улучшает эксплуатационные характеристики данного материала

При температуре жидкого азота провода первого поколения обладают инженерной плотностью тока больше чем 100 A/мм в отсутствии магнитного поля. Но при появлении магнитного поля величиной всего несколько десятых тесла, значение критического тока снижается на порядок. В связи с этим, использование таких проводов в электрическом оборудовании в присутствии магнитных полей требует охлаждения до температур 20-30 К, т.е. применения гелия или криокулера замкнутого цикла. Так как сверхпроводящим электрическим машинам необходимы высокие магнитные поля (более 1 Тл), а, например, современные магнитно-резонансные томографы работают в магнитных полях от 1 до 4 Тл, необходимы провода, отвечающие требованиям современности, т.е. более экономичны и функционирующие при температурах жидкого азота (65-77) К.

Такие провода изготавливаются из ВТСП проводников второго поколения (20) [2, 3, 4], которые серьезно отличаются от своих предшественников. В настоящее время основным материалом является YBCO, который демонстрирует высокие значения тока в сильных магнитных полях при температурах жидкого азота. Для создания ВТСП лент 2-го поколения обычно применяют ленты-подложки (как правило, из сплавов на основе никеля), а ВТСП-слой представляет собой тонкое покрытие на поверхности ленты. Для предотвращения химического взаимодействия между ВТСП и лентой-подложкой дополнительно напыляют «буферный слой». Верхний металлический защитный слой (как правило, из серебра) предохраняет ВТСП от взаимодействия с воздухом и парами воды, служит защитой от механических повреждений и от прямого контакта ВТСП с шунтирующим материалом (упрочненная медь, нержавеющая сталь).

Как видно из описания, технология производства ВТСП проводников второго поколения сложнее, чем первого, но приводит к более высоким характеристикам. Силовое оборудование, созданное на основе ВТСП лент второго поколения, имеет размеры в несколько раз меньшие, чем традиционное оборудование, при том же или более высоком уровне мощности и при меньших энергетических потерях [5].

1.2 Области применения высокотемпературных сверхпроводящих

композитов

В настоящее время в электроэнергетических системах используются сверхпроводниковые кабели, синхронные компенсаторы, токоограничители, индуктивные накопители энергии и другие технологии, основанные на принципе сверхпроводимости [6, 7]. Как уже отмечалось, основными преимуществами высокотемпературных сверхпроводников являются:

- значительное снижение затрат на охлаждение;

- высокое значение критических параметров;

- повышение стабильности работы.

В большинстве электротехнических устройств, используемых в энергетике, магнитные поля на обмотке сравнительно невелики, поэтому первые промышленные применения ВТСП появляются в электроэнергетике. Главные направления исследований и разработок электроэнергетических устройств, на основе ВТСП лент:

- силовые кабели [8-12];

- ограничители тока короткого замыкания [13-16];

- машины и трансформаторы [17-21 ];

- индуктивные накопители энергии [22-28].

Для обеспечения работы устройств на основе ВТСП необходимо соблюдать ряд условий. В таблице 1.1 приведены основные характеристики ВТСП проводов для высокотемпературного сверхпроводящего оборудования, которые различаются по своей значимости для различных областей применения

(1-минимальная важность, 5-максимальная важность). Согласно приведенным данным основными характеристиками являются: производительность, критический ток и его однородность, энергетические потери на переменном токе, ширина провода.

Дополнительно необходимо учитывать поведение ВТСП в условиях работы того или иного устройства. В таблице 1.2 приводятся рабочие диапазоны магнитных полей и температур, а также параметры, которыми должна обладать ВТСП лента для эффективной работы устройства. На рисунке 1.1 дана графическая интерпретация областей применения ВТСП композитов. Согласно приведенным данным кабели на основе ВТСП лент работают в диапазоне магнитных полей (0,01-0,1) Тл на переменном токе, а при постоянном - в диапазоне (0,1-1) Тл. Диапазон рабочих температур для кабелей составляет (70-77) К. Для эффективной работы кабеля ВТСП лента должна обладать низкими потерями на переменном токе, иметь способность поддерживать (выдерживать) высокие значения токов при работе на постоянном токе.

Рабочим диапазоном температур для электродвигателей и генераторов на основе ВТСП лент является (30-65) К, а магнитных полей (1-3) Тл. ВТСП ленты в электродвигателях и генераторах должны иметь низкие значения потерь на переменном токе, критический ток ленты должен обладать высоким значением в собственном поле и быть однородным по всему образцу. Рабочий диапазон температур индуктивных_накопителей энергии составляет (4-50) К, магнитных полей от 1 до 3 Тл, при этом ВТСП лента должна быть прочной, иметь высокий и однородный по всему образцу критический ток в собственном магнитном поле.

Таким образом, для каждого конкретного устройства перед изготовлением необходимо выбрать ВТСП провод, который сможет удовлетворить всем требованиям и обеспечить эффективную и отказоустойчивую работу устройства.

Таблица 1.1 - Важность основных характеристик ВТСП проводов для различных

областей применения [29]

Применение 1с Однородность 1с АС потери Прочность Ширина провода Производительность

Кабели на 5 1 4 3 1 5

переменном токе

Токоограничители кабельные 5 5 4 3 1 5

Кабели на 5 1 1 3 1 5

постоянном токе

Резистивные 5 5 4 4 4 1

токоограничители

Генераторы и 5 1 1 4 5 5

электродвигатели

Индуктивные 4 1 1 1 5 4

накопители энергии

Трансформаторы 3 3 5 3 4 3

Таблица 1.2 - Применение ВТСП лент: условия работы, необходимые параметры

и характеристики [29]

Применение Рабочее поле, Тл Рабочая температура, К Необходимые параметры Провод, необходимый для прибора (КА-м)

Кабели 0.01 - 0.1 70-77 Низкие потери на

(ас) 0.1 - 1 (ёс) переменном токе Высокие токи(ёс) 40000-2500000

Электродвигатели и 1-3 30-65 Низкие потери на

генераторы переменном токе 1с в собственном поле 1000-10000

Трансформаторы 0.1 65-77 Низкие потери на переменном токе 2000-3000

Токоограничители 0.1 65-77 Термический возврат Однородность 1с 500-10000

Индуктивные накопители энергии 1-3 4-50 1с в собственном поле 2000-3000

Рисунок 1.1 - Области применения ВТСП композитов [30]

1.3 Методы изготовления высокотемпературных сверхпроводящих композитов

Способы приготовления тонких плёнок сверхпроводников можно разделить на два вида:

1. Напыление плёнок, произведенное в вакууме или рабочем газе:

- катодное распыление;

- магнетронное распыление;

- термическое испарение;

- импульсное лазерное осаждение;

- осаждение металлорганических соединений из газообразной фазы (МОСЩ>.

2. Технологии без вакуумного напыления:

- жидкофазная эпитаксия;

- керамический метод (метод осаждения суспензии).

На рисунке 1.2 представлена типичная структура ВТСП ленты второго поколения, а так же характерная толщина слоев.

Рисунок 1.2 - Архитектура ВТСП ленты второго поколения на основе YBa2CuзO7_х

Учитывая, что все химические вещества по отдельности имеют разные свойства, то и наносятся они зачастую различными способами. Остановимся подробнее на основных методах, использующихся для изготовления ВТСП лент второго поколения.

1.3.1 Методы изготовления подложек и буферных слоев для ВТСП пленок

Изготовление подложки и буферных слоев не менее важные и технологически сложные процессы, как и нанесение самой пленки (покрытия). На данный момент существует несколько основных способов получения подложек и буферных слоев:

1. Подложки с кубической текстурой, полученные с помощью прокатки (ЯЛВТЗ - КоШп£-а^ш1ед-Ыах1а11у-1ех1игед-тЪ&га1е)

2. Получение буферных слоев методом осаждения с использованием вспомогательного ионного пучка (ШЛО - Ъп-Веат-Л^ЫедЮероыйоп);

3. Осаждение на подложку, расположенную под углом к направлению осаждения (13Б - 1пс\тед-ЗиЫ1та1е-Оероыйоп).

Подложки, полученные с помощью прокатки (НАВЯЗ). При получении длинных, гибких подложек с кубической текстурой и гладкой поверхностью (средняя величина шероховатости Яа ~ 20 нм) ЯЛВТ используются методы стандартной термомеханической обработки. Острая биаксиальная текстура кубического типа (ПШПВ - полная ширина на полувысоте пика, характеризующего текстуру в плоскости, составляет 5 - 7°), передается слою сверхпроводника с помощью промежуточного слоя металла и/или оксида, которые служат одновременно химическим и структурным буфером [31]. В процессе ЯЛВТ вначале получают длинные ленты из металла или сплава, биаксиально текстурированные за счет деформации и отжига. Для применения в этом методе представляют интерес подложки из металлов или сплавов с кубической кристаллической решеткой, в частности, с гранецентрированной кубической (ГЦК) или объемоцентрированной кубической (ОЦК) решетками. Основной интерес представляют ГЦК-металлы и сплавы, такие как сплавы на основе N1 и Си, в то время как ОЦК-металлы, такие как сплавы на основе Бе, имеют только потенциальную возможность использования. Схематически процесс ЯЛВТЗ представлен на рисунке 1.3. Наиболее перспективными и дешевыми в производстве являются сплавы никеля. Как показано в работах [32, 33] кубическая текстура может быть сформирована в сплавах,

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Сотникова (Комарова), Алла Павловна, 2016 год

Список литературы

1. High Temperature Superconductors (HTS) for Energy Applications / ed. Z. Melhem // Woodhead Publishing Ltd. - 2012. - 403 p.

2. I. Puica, W. Lang, J.H. Durrell. High velocity vortex channeling in vicinal YBCO thin films // Physica C. - 2012. - V. 479. - P. 88-91.

3. Y. Liu, X. Shen, Q.Q. Liu, X. Li, S.M. Feng, R.C. Yu, S. Uchida, C.Q. Jin. A new modulated structure in Sr2CuO3+5 superconductor synthesized under high pressure // Physica C. - 2014. - V. 497. - P. 34-37.

4. R. Arpaia, M. Ejrnaes, L. Parlato, F. Tafuri, R. Cristiano, D. Golubev, Roman Sobolewski. High-temperature superconducting nanowires for photon detection // Physica C. - 2015. - V. 509. - P. 16-21.

5. J. W. Muehlhauser. Research and Development Roadmap to Achieve Electrical Wire Advancements from Superconducting Coatings // The University of Tennessee Space Institute. - 1997. - 37388.

6. N.Fujiwara, H.Hayashi, S.Nagaya, Y Shiohara. Development of YBCO power devices in Japan // Physica C. - 2010. - V. 470. - Issue 20. - P. 980-985.

7. F. N. Werfel, Uta Floegel-Delor, Th. Riedel, B. Goebel, R. Rothfeld, P. Schirrmeister, D. Wippich. Large-scale HTS bulks for magnetic application // Physica C. - 2013. - V. 484. - P. 6-11.

8. Y.B. Zheng, Y.S. Wang, W. Pi, P. Ju, Y.S. Wang. Current distribution among layers of single phase HTS cable conductor // Physica C. - 2014. - V. 507. -P. 59-64.

9. J. Fang, H.F. Li, J.H. Zhu, Z.N. Zhou, Y.X. Li, Z. Shen, D.L. Dong, T. Yu, Z.M. Li, M. Qiu. Numerical analysis of the stability of HTS power cable under fault current considering the gaps in the cable // Physica C. - 2013. - V. 494. -P. 319-323.

10.N. Hu, K. Cao, D. Wang, M. Song, D. Miyagi, M. Tsuda, T. Hamajima. Transient thermal analysis of a tri-axial HTS cable on fault current condition // Physica C. -2013. - V. 494. - P. 276-279.

11.J.H. Kim, C.H. Park, M. Park, I.K. Yu. Development of a Fault Analysis Algorithm for HTS Power Cable Using RTDS Considering Both Conducting and Shield Layers // Physics Procedia. - 2013. - V. 45. - P. 289-292.

12.Hansang Lee, Byeong-Mo Yang, Gilsoo Jang. The thermal relay design to improve power system security for the HTS cables in Icheon substation // Physica C. - 2013.

- v. 494. - P. 280-285.

13.A. Morandi. State of the art of superconducting fault current limiters and their application to the electric power system // Physica C. - 2013. - V. 484. -P. 242-247.

14.I.G. Im , H.S. Choi, , B.I. Jung, Limiting characteristics of the superconducting fault current limiter applied to the neutral line of conventional transformer // Physica C. - 2013. - V.494. - P. 339-343.

15.H.W. Choi, H.S. Choi, , B.I. Jung. Operating characteristics according to the application position of a superconducting fault current element integrated into a transformer // Physica C. - 2013. - V.494. - P. 344 - 348.

16.Byung Ik Jung, Yong Sun Cho, Hyoung Min Park, Dong Chul Chung, Hyo Sang Choi, Comparison of the quench and fault current limiting characteristics of the flux-coupling type SFCL with single and three-phase transformer // Physica C. -2013. - V. 484. - P. 258-262.

17.Wanqing Duan , Zhongming Yan, Wenbo Luo, Peixing Zhang, Zhixing Gui, Zhiquan Wang, Yu Wang. Experimental study of thrusts of a cylindrical linear synchronous motor with an HTS coil magnet as the excitation system // Physica C.

- 2015. - V. 508. - P. 1-5.

18.Jongho Choi, Kwangmin Kim, Minwon Park, In-Keun Yu, Seokho Kim, Kideok Sim, Hae-jong Kim. Practical design and operating characteristic analysis of a 10 kW HTS DC induction heating machine // Physica C. - 2014. - V.504. -P. 120- 126.

19.S. Li, Y. Fan, J. Fang, W. Qin, G. Lv, J.H. Li. HTS axial flux induction motor with analytic and FEA modeling // Physica C. - 2013. - V. 494. - P. 230-234.

20.N. Nanato, Y. Kobayashi. Quench Detection and Protection for High Temperature Superconducting Transformers by Using the Active Power Method // Physics Procedia. - 2014. - V. 58. P. 264-267.

21.J. Lloberas, A. Sumper, M. Sanmarti, X. Granados. A review of high temperature superconductors for offshore wind power synchronous generators // Renewable and Sustainable Energy Reviews. - 2014. - V.38. - P. 404-414.

22.Yasuhiro Makida, Takakazu Shintomi, Takuya Asami, Goro Suzuki, Tomoaki Takao, Takataro Hamajima, Makoto Tsuda, Daisuke Miyagi, Kouhei Munakata, Masataka Kajiwara. Design study of the cooling scheme for SMES system in ASPCS by using liquid hydrogen // Physica C. - 2013. - V. 494. - P. 208-212.

23.U. Bhunia, S. Saha, A. Chakrabarti. Pareto optimal design of sectored toroidal superconducting magnet for SMES // Physica C. - 2014. - V. 505. - P. 6-13.

24.J. Fang , W. Yao, J. Wen, S. Cheng, Y. Tang, Z. Cheng. Probabilistic assessment of power system transient stability incorporating SMES // Physica C. - 2013. -V. 484. - P. 276-281.

25.A-Rong Kim, Gyeong-Hun Kim, Serim Heo, Minwon Park, In-Keun Yu, Hak-Man Kim. SMES application for frequency control during islanded microgrid operation // Physica C. - 2013. - V. 484. - P. 282-286.

26.U. Bhunia, S. Saha, A. Chakrabarti. Design optimization of superconducting magnetic energy storage coil // Physica C. - 2014. - V. 500. - P. 26-32.

27.Gomathinayagam Indira, Theru UmaMaheswaraRao, Sankaralingam Chandramohan. Enhancing the design of a superconducting coil for magnetic energy storage systems // Physica C. - 2015. - V. 508. - P. 69-74.

28.9th European Conference on Applied Superconductivity (EUCAS'09) // Journal of Physics: Conference Series. - 2010. - V. 234. - 1472p.

29.Traute Lehner. Investigation of HTS Materials for Electric Power Equipment // CIGRE SC D1 WG38. - 2012. - Paris, France

30.Xavier Obradors. Flux pinning: from "natural defects" to APC and nanoengineered superconductors // Institut de Ciencia de Materials de Barcelona CSIC, Catalonia, Spain, CCA-2012

31. Токонесущие ленты второго поколения на основе высокотемпературных сверхпроводников / Под ред. А. Гояла, М.: Издательство ЛКИ. - 2009. - 432 с.

32.Goyal et al., 1999 / US Patent 5964966.

33.Goyal et al., 2000 / US Patent 6106615.

34.Goyal et al., 2002 / Physica C, 382:251.

35.W. Qiu, F. Fan, Yu. Lu, Zh. Liu, Ch. Bai, Y. Guo, Ch. Cai. Thickness effect of Gd2Zr2O7 buffer layer on performance of YBa2Cu3O7-5 coated conductors // Physica C. - 2014. - V. 507. - P. 81-84.

36.Y.M. Lu, Z.J. Liu, C.Y. Bai, F. Fan, R. Zhao, Z.Y. Liu, R. Huhne, B. Holzapfel, C.B.Cai. Epitaxial growth of Gd2Zr2O7/Y2O3 buffer layers for YBa2Cu3O7-5 coated conductors // Physica C. - 2013. - V. 486. - P. 15-19.

37.Trillat J.J., Terao N., Tertain L. Application de la method de decapage ionique en diffraction electronique // J. Physica. - 1956.

38.Dobrev D., Marinov M. Effect of ion bombardment on the structure of vacuum-condensed metal films // Bulg. Acad. Sci. Comm. Dept. Chem. - 1975.

39.Fork D.K. et al. Synthesis of superconducting YBa2Cu3O7-x thin films on nickelbased superalloy using in situ pulsed laser deposition // Appl. Phys. Lett. - 1990.

40.Kao A. S., Gorman G.L. Modification of zirconia film properties by low-energy ion bombardment during reactiveion-beam deposition // J. Appl. Phys. - 1990.

41.Hua Zhang, , Jian Yang, Shuming Wang, Yunyi Wu, Qinli Lv, Shuai Li. Film thickness dependence of microstructure and superconductive property of PLD prepared YBCO layers // Physica C. - 2014. - V. 499. - P. 54-56.

42.T. Yoshida, A. Ibi, T. Takahashi, M. Yoshizumi, T. Izumi, Y. Shiohara. Fabrication of Eu1Ba2Cu3O7-ô+BaHfO3 coated conductors with 141 A/cm-w under 3 T at 77 K using the IBAD/PLD process // Physica C. - 2014. - V. 504. - P. 42-46.

43.N. Fujitaa, M. Harutab, A. Ichinosec, T. Maedaa, S. Horiid, Dependence of critical current properties on growth temperature and doping level of nanorods in PLD-YBa2Cu3Oy films // Physica C. - 2013. - V. 494. - P. 140-143.

44.Glaiza Rose S. Blanca, Jeffrey C. De Vero, Wilson O. Garcia, Roland V. Sarmago. Enhanced flux pinning in IR PLD grown Y-doped Bi-2212 films // Physica C. -2013. - V.484. - P. 74-76.

45.Wei Li, Guoxing Li, Baolin Zhang, Penchu Chou, Suping Liu, Xiaoyu Ma. Fabrication of GdBa2Cu3O7-s films by photo-assisted-MOCVD process // Physica C. - 2014. - V. 501. - P. 1-6.

46.G. Li, S. Li, W. Li, X. Wang, F. Guo, B. Zhang, P. Chou. Higher oxidization rate of photo-assisted annealing compared with thermal annealing after YBa2Cu3O7-s films growth // Physica C. - 2014. - V. 507. - P. 17-21.

47.H. M. Manasevit, Single-Crystal Gallium Arsenide on Insulating Substrates // Appl. Phys. Lett. - 1968. - V. 12. - P. 156.

48.Yuh Shiohara, Masateru Yoshizumi, Yuji Takagi, Teruo Izumi, Future prospects of high Tc superconductors-coated conductors and their applications // Physica C. -2013. - V. 484. - P. 1-5.

49.K. Kakimoto, M. Igarashi, S. Hanyu, Y. Sutoh, T. Takemoto, T.Hayashida, Y. Hanada, N. Nakamura, R. Kikutake, H. Kutami, Y. Iijima, and T. Saitoh, Long RE123 coated conductors with high critical current over 500 A/cm by IBAD/PLD technique // Physica C. - 2011. - V.471. - Issues 21-22. - P. 929-931.

50.Yifei Zhang; Lehner, T.F., Fukushima, T.,Sakamoto, H. Progress in Production and Performance of Second Generation (2G) HTS Wire for Practical Applications // Applied Superconductivity. - IEEE Transactions on. - 2014. - Issue 99.

51.V. Selvamanickam, Y. Chen, X. Xiong, Y. Y. Xie, M. Martchevski, A. Rar, Y. Qiao, R. M. Schmidt, A. Knoll, K. P. Lenseth, and C. S. Weber. Second-generation HTS wire manufacturing and technology advancement at superpower // Applied Superconductivity and Electromagnetic Devices. - 2009. - ASEMD 2009. International Conference on. - P. 398-402.

52.M. W. Rupich, X. Li, S. Sathyamurthy, C. Thieme, S. Fleshler. Advanced development of TFA-MOD coated conductors // Physica C. - 2011. - V. 471. -Issues 21-22. - P. 919-923.

53.S. Fleshier, K. DeMoranville, J. Gannon Jr, X. Li, E. Podtburg, M. W. Rupich, S.Sathyamurthy, C. L. H. Thieme, D. Tucker, L. Whitman. Development Status of AMSC Amperium Wire // Journal of Physics. - 2014. - Conference Series 507. -022005.

54.Rupich MW, Li X, Thieme C, Sathyamurthy S, Fleshler S, Tucker D, Thompson E, Schreiber J, Lynch J, Buczek D, Demoranville K, Inch J, Cedrone P, Slack J. Advances in second generation high temperature superconducting wire manufacturing and R&D at American Superconductor Corporation // Supercond Sci Technol. - 2010. - V. 23. - 014015.

55.V. Matias, B. J. Gibbons, A. T. Findikoglu, P. C. Dowden, J. Sullard, and J. Y. Coulte. Continuous fabrication of IBAD-MgO based coated conductors // Applied Superconductivity. - IEEE Transactions on. - 2005. - V. 15. - P. 2735-2738.

56.D. M. Feldmann, T. G. Holesinger, B. Maiorov, H. Zhou, S. R. Foltyn, J. Y. Coulter, and I. Apodoca, Improved flux pinning in YBa2Cu3O7 with nanorods of the double perovskite Ba2YNbO6 // Supercond. Sci. Technol. - 2010. - V. 23. -115016.

57.L. Krusin-Elbaum, T. Shibauchi, Y. Kasahara, R. Okazaki, Y. Matsuda, R.D. McDonald, C.H. Mielke, M. Hasegawa, Quantum-limit linkage of 'strange' and conventional metal states of high-Tc superconductors // Physica C. - 2013. -V. 493. - P. 15-17.

58.M. P. Paranthaman, S. Sathyamurthy, L. Heatherly, P. M. Martin, A. Goyal, T. Kodenkandath, X. Li, C. L. H. Thieme, M. W. Rupich. All MOD buffer/YBCO approach to coated conductors // Physica C. - 2006. - V.445-448, P. 529-532.

59.W. Prusseit, C. Hoffmann, R. Nemetschek, G. Sigl, J. Handke, A. Lumkemann, H. Kinder. Reel to Reel Coated Conductor Fabrication by Evaporation // Applied Superconductivity. - IEEE Transactions on. - 2006. - V. 16 - P. 996-998.

60.A. Usoskin, L. Kirchhoff, J. Knoke, B. Prause, A. Rutt, V. Selskij, D. E. Farrell. Processing of Long-Length YBCO Coated Conductors Based on Stainless Steel Tapes // Applied Superconductivity. - IEEE Transactions on. - 2007. - V. 17. - P. 3235-3238.

61.Y. Shiohara, T. Taneda, M.Yoshizumi. Overview of Materials and Power Applications of Coated Conductors Project // Japanese Journal of Applied Physics.

- 2012. - V. 51. - 010007.

62.S. Fleshler, K. DeMoranville, J. Gannon Jr, X. Li, E. Podtburg, M. W. Rupich, S.Sathyamurthy, C. L. H. Thieme, D. Tucker, L. Whitman. Development Status of AMSC Amperium Wire // Journal of Physics: Conference Series. - 2014. - V. 507.

- Issue 2. - 022005.

63.M. W. Rupich, X. Li, C. Thieme, S. Sathyamurthy, S. Fleshler, D. Tucker, E. Thompson, J. Schreiber, J. Lynch, D. Buczek, K. DeMoranville, J. Inch, P. Cedrone, J. Slack. Advances in second generation high temperature superconducting wire manufacturing and R&D at American Superconductor Corporation // Superconductor Science and Technology. - 2010. - V. 23. - Issue 1.

- 014015.

64.C.L.H. Thieme, X. Li, K. DeMoranville, M.W. Rupich, S. Sathyamurthy, S. Fleshler, Second Generation HTS using Ni-9W Substrates and 1.2 um YBCO Layers // CCA 2012. - Abstract Book. - Heidelberg.

65.L. Stan, Y Chen2, X. Xiong, T. G. Holesinger, B. Maiorov, L Civale, R. F. DePaula, V. Selvamanickam, Q. X. Jia. Investigation of (Y,Gd)Ba2Cu3O7-x grown by MOCVD on a simplified IBAD MgO template // Supercond. Sci. Technol. -2010. - V. 23. - 014011.

66.D. W. Hazelton, F. Roy, P. Brownsey, Recent Developments in 2G HTS Coil Technology // European Conference on Applied Superconductivity . - 2011.

67.Jae-Hun Lee, Hunju Lee, Jung-Woo Lee, Soon-Mi Choi, Sang-Im Yoo, Seung-Hyun Moon. RCE-DR, a novel process for coated conductor fabrication with high performance // Supercond. Sci. Technol. - 2014. - V. 27. - 044018.

68.S. S. Oh, H. S. Ha, H. S. Kim, R. K. Ko, K. J. Song, D. W. Ha, T. H. Kim, N. J. Lee, D. Youm, J. S. Yang, H. K. Kim, K. K. Yu, S. H. Moon, K. P. Ko, S. I. Yoo. Development of long-length SmBCO coated conductors using a batch-type reactive co-evaporation method // Supercond. Sci. Technol. - 2008. - V. 21. - 034003.

69.G. Xiao, L. Liu, D. Xu, X. Wu, Q. Luo, Y. Li. Influence of assisting ion beam current on the microstructure and surface morphology of IBAD-MgO thin films for YBCO coated conductors // Surface and Coatings Technology. - 2014. - V. 252. -P. 108-112.

70.K. Nakaoka, M. Yoshizumi, Y. Usui, T. Izumi, Y. Shiohara. Improvement of Production Rate of YBCO Coated Conductors Fabricated by TFA-MOD Method // Physica Procedia. - 2014. - V. 68. - P. 134-137.

71.P.S. Czerwinka, R.P. Campion, K.F. Horbelt, P.J. King, S. Misat, S.M. Morley, H.-U. Habermeier, B. Leibold. Investigations of the in-plane anisotropy and the critical behaviour of 10°-tilted YBa2Cu3O7-5 films grown upon (106) SrTiO3 substrates // Physica C. - 2014. - V. 496. - P. 14-17.

72.H. Liu, G. Li , H. Zhang , Y. Wang. Numerical Modeling and Experimental Analysis of AC Critical Current in YBCO-Coated Conductors // Applied Superconductivity. - IEEE Transactions on. - 2014. - V. 25. - Issue 3.

73.Jean-Francois Fagnard, Sébastien Kirsch, Mitsuru Morita, Hidekazu Teshima, Benoit Vanderheyden, Philippe Vanderbemden, Measurements on magnetized GdBCO pellets subjected to small transverse ac magnetic fields at very low frequency: Evidence for a slowdown of the magnetization decay // Physica C. -2015. - V. 512. - P. 42-53.

74.M.P. Philippe, J.-F. Fagnard, S. Kirsch, Z. Xu, A.R. Dennis, Y.-H. Shi, D.A. Cardwell, B. Vanderheyden, P. Vanderbemden. Magnetic characterisation of large grain, bulk Y-Ba-Cu-O superconductor-soft ferromagnetic alloy hybrid structures // Physica C. - 2014. - V. 502. - P. 20-30.

75.Minaxi Sharma, K.K. Sharma, Ravi Kumar, R.J. Choudhary, Electrical and magneto-transport properties of ferromagnet/superconductor/ferromagnet based heterostructure // Physica C. - 2014. - V. 497. - P. 30-33.

76.M.Dhalle, M.Cuthbert, M.D.Johnston, J.Everett, R.Flukiger, S.X.Dou, W.Goldacker, T.Beales, A.D. Caplin. Experimental assessment of the current-limiting mechanisms in BSCCO/Ag high-temperature superconducting tapes // Supercond. Sci. Technol. - 1997. - V.10. - P.21.

77.A.D. Caplin, L.F. Cohen, G.K. Perkins, A.A. Zhukov, The electric field within high-temperature superconductors: mapping the E-J-B surface // Supercond. Sci. Technol. - 1994. - V. 7. - P. 417.

78.A.A. Zhukov, The relaxation of shielding currents for the second kind superconductors // Solid State Commun.. - 1992. - V. 82. - P. 983.

79.Handbook of Superconducting Materials / ed. D.A. Cardwell, D.S. Ginley // IOP Publishing Ltd. - 2003. - 2126 p.

80.F Gömöry, M Solovyov and J Souc. Magnetization loop modelling for superconducting/ferromagnetic tube of an ac magnetic cloak // Supercond. Sci. Technol. - 2015. - V. 28. - Issue 4. - 044001.

81.C.P. Bean, Magnetisation of hard superconductors // Phys. Rev. Lett. - 1962. -V. 8. - P. 250.

82.C.P. Bean. Magnetisation of high-field superconductors // Reviews of modern physics. - 1964. - V. 36. - P. 31.

83.J. Friedel, P.G. de Gennes and J. Matricon. Nature of the driving force in flux creep phenomena // Appl. Phys. Lett. - 1963. - V. 2. - P. 119.

84.H. G. Schnack, R. Griessen, J. G. Lensink, H. H.Wen. Generalized inversion scheme for the determination of activation energies from flux-creep experiments in high-Tc superconductors // Phys. Rev. B. - 1993. - V. 48. - P. 13178.

85.L. Krusin-Elbaum, A.P. Malozemoff, D.C. Cronmeyer, F. Holtzberg, J.R. Clem, Z. Hao. New mechanisms for irreversibility in high-T c superconductors // J. Appl. Phys. - 1990. - V. 67. - P. 4670.

86.V.M. Krasnov, V.A. Larkin, V.V. Ryazanov, The extended Bean critical state model // Physica C. - 1991. - V. 174. - P. 44.

87.Daniela Volochova, Samuel Piovarci, Monika Radusovska, Vitaliy Antal, Jozef Kovac, Karel Jurek, Milos Jirsa, Pavel Diko, YBCO bulk superconductors doped with gadolinium and samarium // Physica C. - 2013. - V.494. - P. 36-40

88. D. Volochova, K. Jurek, M. Radusovska, S. Piovarci, V. Antal, J. Kovac, M. Jirsa, P. Diko. Contamination of YBCO bulk superconductors by samarium and ytterbium // Physica C. - 2014. - V. 496. - P. 14-17.

89.A. Kujur, K. Asokan, D. Behera, Critical current density enhancement by ion irradiation for thick YBa2Cu3O7-5 films prepared by diffusion reaction technique, // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. - 2015. - V. 343. - P. 94-100.

90.Mahmoud Abdel-Hafiez, Alexander N. Vasiliev, Dmitriy A. Chareev, Victor V. Moshchalkov, Alejandro V. Silhanek. Determination of the lower critical field Hc1(T) in FeSe single crystals by magnetization measurements // Physica C. -2014. - V. 503. - P. 143-145.

91.A. Hamrita, Y. Slimani, M.K. Ben Salem, E. Hannachi, L. Bessais, F. Ben Azzouz, M. Ben Salem. Superconducting properties of polycrystalline YBa2CujO7-d prepared by sintering of ball-milled precursor powder // Ceramics International. -2014. - V. 40. - Issue 1. - Part B. - P. 1461-1470.

92.S. Khene, M.Gasmi, G.Fillion. Phase transition inYBa2Cu3O7-s and YBa2Cu3O7-s/ Y3Fe5O12 nanoparticles at low temperatures and high fields// Journal of Magnetism and Magnetic Materials. - 2015. - V. 373. - P. 188-194.

93.Kun Xu, Difan Zhou, Beizhan Li, Shogo Hara, Zigang Deng, Mitsuru Izumi. Performance enhancement of Gd-Ba-Cu-O high temperature superconducting bulks by BaHfO3 as pinning centers // Physica C. - 2015. - V. 510. - P.54-56.

94.P.K. Nayak, U. Prasad, A.N. Sharma, D. Patel, S. Kedia, S. Pradhan. I-V characteristics and magnetic field profile studies in high Tc BSCCO based Helmholtz coil // Physica C. - 2009. - V.469. - P.211-215.

95.Poonam Rani, Anand Pal, V.P.S Awana. High field magneto-transport study of YBa2Cu3O7:Agx (x = 0.00-0.20) // Physica C. - 2014. - V. 497. - P.19-23.

96.Y. Nagasaki, T. Nakamura, I. Funaki, Y. Ashida, H. Yamakawa. Experimental and numerical investigation of screening currents induced in a Bi-2223/Ag double pancake coil for space applications // Supercond. Sci. Technol. - 2014. - V. 27. -Issue 11. - 115005.

97.E.H. Brandt, M. Indenbom. Type-II-superconductor strip with current in a perpendicular magnetic field // Phys. Rev. B. - 1993. - V. 48. - P. 12893.

98.E. Zeldov, John R. Clem, M. McElfresh, M. Darwin. Magnetization and transport currents in thin superconducting films // Phys. Rev. B. - 1994. - V. 49. - P. 9802.

99.Xingyi Zhang, Jun Zhou, Donghua Yue, Wei Liu, Youhe Zhou. Experimental investigations on the vortex instability and time effects of YBa2Cu3O7-x coated conductors // Physica C. - 2014. - V. 497. - P. 62-66.

100. Ö. Polat, M. Ertugrul, J. R. Thompson, K. J. Leonard, J. W. Sinclair, M. P. Paranthaman, S. H. Wee, Y. L. Zuev, X. Xiong, V. Selvamanickam, D. K. Christen, T. Aytug. Superconducting properties of YBa2Cu3O7-s films deposited on commercial tape substrates, decorated with Pd or Ta nanoislands // Supercond. Sci. Technol. - 2012. - V. 25. - 025018.

101. M Majoros, L Ye, A V Velichko, T A Coombs, M D Sumption, E W Collings. Transport AC losses in YBCO coated conductors // Supercond. Sci. Technol. -2007. - V. 20. - S299-S304.

102. R. Hühne, J. Hänisch, M. Sieger, U. Gaitzsch, J. Eickemeyer,C. Rodig, J. Freudenberger, L. Schultz, B. Holzapfel, Application of textured highly alloyed Ni-W tapes for coated conductors // CCA-2012, Abstract Book, Heidelberg.

103. A. Usoskin, R. Dietrich, K. Schlenga, B. Prause. Large area HTS coated conductors via HR-PLD: progress and issues of processing upscale // CCA-2012. -Abstract Book. - Heidelberg.

104. Handbook of Superconducting Materials / ed. D.A. Cardwell, D.S. Ginley // IOP Publishing Ltd. - 2003. - 2126 p.

105. D. Dew-Hughes. The role of grain boundaries in determining Jc in high-field high-current superconductors // Philosophical Magazine. - 1987. - V. 55. - Is.4. -P. 459-479.

106. Edward J. Kramer. Scaling laws for flux pinning in hard superconductors // J. Appl. Phys. - 1973. - V. 44. No.3. P.1360.

107. А. Кемпбелл, Дж. Иветс. Критические токи в сверхпроводниках, Под редакцией Д.Д.Шмидта. - Издательство «Мир». - 1978. - 338 с.

108. M. Malmivirta, L.D. Yao, H. Huhtinen, H. Palonen, S. van Dijken, P. Paturi. Three ranges of the angular dependence of critical current of BaZrO3 doped

YBa2Cu3O7 - 5 thin films grown at different temperatures // Thin Solid Films. -2014. - V.562. - P.554-560. 109. М.М. Петров, Л. А. Михилев, Ю. Н. Кукушкин. Неорганическая химия // М.: Химия. - 1989. - 524 с.