Niobi-titani
El niobi-titani (amb fórmula química Nb-Ti) és un aliatge de niobi i titani, utilitzat industrialment com a fil superconductor tipus II per a imants superconductors, normalment com a fibres Nb-Ti en una matriu d'alumini o coure.
 | |
| Substància química | tipus d'entitat química  |
|---|---|
| Estructura química | |
| Fórmula química | NbTi |
La seva temperatura crítica és d'uns 10 kelvins.[1]
Les propietats d'alt camp magnètic crític i densitat de supercorrent alta crítica del Nb-Ti van ser descobertes el 1962 a Atomics International per T. G. Berlincourt i R. R. Hake.[2][3] Els aliatges Nb-Ti es destaquen per la seva fàcil treballabilitat i, per tant, assequibles, que els distingeixen d'altres materials superconductors.
Els aliatges Nb-Ti tenen un camp magnètic crític màxim d'uns 15 tesles i, per tant, són adequats per a la fabricació de superimants capaços de generar camps magnètics de fins a uns 10 tesles. Per a camps magnètics més alts, s'utilitzen habitualment superconductors de major rendiment però difícils de fabricar i, per tant, més cars com el niobi-estany.
El mercat global de la superconductivitat va ascendir a uns cinc mil milions d'euros el 2014.[4] Els sistemes de ressonància magnètica (MRI), la majoria dels quals utilitzen niobi-titani, van representar al voltant del 80% d'aquest total.
Una cambra de bombolles del Laboratori Nacional d'Argonne té un imant Nb-Ti de 4,8 metres de diàmetre que produeix un camp magnètic d'1,8 tesla.[5]
Es van utilitzar uns 1000 imants Nb-Ti SC a l'anell principal de 4 milles de llarg de l'accelerador Tevatron al Fermilab.[6] Els imants es van enrotllar amb 50 tones de cables de coure que contenien 17 tones de filaments de Nb-Ti.[7] Funcionen a 4,5 K generant camps de fins a 4,5 T.
1999: El colisionador d'ions pesats relativista utilitza imants de 1.740 Nb-Ti SC 3,45 T per doblegar els feixos en els seus 3,8 km doble anell d'emmagatzematge.[8]
A l'accelerador de partícules Large Hadron Collider, els imants (que contenen 1200 tones de cable Nb-Ti[9] de les quals 470 tones són Nb-Ti[10] i la resta de coure) es refreden a 1,9 K per permetre un funcionament segur en camps de fins a fins a 8,3 T.
Referències
modifica- ↑ Charifoulline, Z. IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 16, 2, maig 2006, pàg. 1188–1191. Bibcode: 2006ITAS...16.1188C. DOI: 10.1109/TASC.2006.873322.
- ↑ T. G. Berlincourt and R. R. Hake Bull. Am. Phys. Soc., 2, 7, 1962, pàg. 408.
- ↑ T. G. Berlincourt Cryogenics, 27, 6, 1987, pàg. 283. Bibcode: 1987Cryo...27..283B. DOI: 10.1016/0011-2275(87)90057-9.
- ↑ «Conectus - Market» (en anglès). Arxivat de l'original el 2014-08-11. [Consulta: 17 maig 2015].
- ↑ «Superconducting Magnets» (en anglès). HyperPhysics. [Consulta: 4 gener 2019].
- ↑ R. Scanlan. «Survey of High Field Superconducting Material for Accelerator Magnets» (en anglès), maig 1986. Arxivat de l'original el 2011-08-30. [Consulta: 30 agost 2011].
- ↑ Robert R. Wilson. «The Tevatron» (en anglès). Fermilab. [Consulta: 4 gener 2019].
- ↑ «RHIC» (en anglès). Arxivat de l'original el 2011-06-07. [Consulta: 7 desembre 2009].
- ↑ Lucio Rossi Superconductor Science and Technology, 23, 3, 22-02-2010, pàg. 034001. Bibcode: 2010SuScT..23c4001R. DOI: 10.1088/0953-2048/23/3/034001.
- ↑ Status of the LHC superconducting cable mass production 2002