Nb3Sn 超导体发展的回顾与展望
超导电性
2017-09-13 v1
摘要
Nb3Sn 超导体在构建高场（> 10 T）磁体方面具有重要应用。本文简要回顾了 Nb3Sn 超导体的发展并提出了进一步改进的展望。结果表明，未来的加速器磁体需要显著提高临界电流密度（Jc）。在简要回顾 Nb3Sn 超导体的发展后，总结了控制 Jc 的因素，并将其与微观结构和化学成分相关联。Nb3Sn 导体的非基体 Jc 主要由三个因素决定：非基体区域中载流 Nb3Sn 相的比例、上临界场 Bc2 以及磁通线钉扎能力。随后分别讨论了改进这三个因素的前景。开发了一个分析模型来展示前驱体比例如何决定热处理后的相比例，据此预测亚元中载流 Nb3Sn 比例的极限约为 65%。接着，由于 Bc2 主要由 Nb3Sn 的化学计量比决定，本文提出了一种热力学/动力学理论来展示本质上决定 Nb3Sn 导体 Sn 含量的因素。该理论解释了 Sn 源和 Ti 添加对 Nb3Sn 层化学计量比和生长速率的影响。接下来，回顾了该领域以往为 Nb3Sn 线材引入额外钉扎中心（APC）以改善磁通钉扎的努力，并描述了一种内部氧化技术。最后，讨论了进一步改善 Nb3Sn 导体非基体 Jc 的前景，结果表明，进一步显著提高 Jc 的唯一机会在于改善磁通钉扎。
引用
@article{arxiv.1706.10253,
title = {A review and prospects for Nb3Sn superconductor development},
author = {Xingchen Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1706.10253},
year = {2017}
}