RU2014130596A - Ленточный сверхпроводящий элемент с улучшенной собственной защитой в случае перехода из сверхпроводящего в нормальное состояние - Google Patents

Ленточный сверхпроводящий элемент с улучшенной собственной защитой в случае перехода из сверхпроводящего в нормальное состояние Download PDF

Info

Publication number
RU2014130596A
RU2014130596A RU2014130596A RU2014130596A RU2014130596A RU 2014130596 A RU2014130596 A RU 2014130596A RU 2014130596 A RU2014130596 A RU 2014130596A RU 2014130596 A RU2014130596 A RU 2014130596A RU 2014130596 A RU2014130596 A RU 2014130596A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
superconducting
layer
superconducting element
insulating layer
substrate
Prior art date
Application number
RU2014130596A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2638968C2 (ru
Inventor
Александер УЗОСКИН
Original Assignee
Брукер Хтс Гмбх
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Брукер Хтс Гмбх filed Critical Брукер Хтс Гмбх
Publication of RU2014130596A publication Critical patent/RU2014130596A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2638968C2 publication Critical patent/RU2638968C2/ru

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N60/00Superconducting devices
    • H10N60/80Constructional details
    • H10N60/83Element shape
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/001Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for superconducting apparatus, e.g. coils, lines, machines
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N60/00Superconducting devices
    • H10N60/20Permanent superconducting devices
    • H10N60/203Permanent superconducting devices comprising high-Tc ceramic materials
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N60/00Superconducting devices
    • H10N60/30Devices switchable between superconducting and normal states
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N60/00Superconducting devices
    • H10N60/01Manufacture or treatment
    • H10N60/0268Manufacture or treatment of devices comprising copper oxide
    • H10N60/0296Processes for depositing or forming copper oxide superconductor layers
    • H10N60/0576Processes for depositing or forming copper oxide superconductor layers characterised by the substrate
    • H10N60/0632Intermediate layers, e.g. for growth control

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
  • Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)

Abstract

1. Сверхпроводящий элемент (1), содержащий металлическую подложку (2), изоляционный слой (3), сверхпроводящий слой (5) и металлический защитный слой (6), причем изоляционный слой (3) расположен между подложкой (2) и сверхпроводящим слоем (5),отличающийся тем, чтоизоляционный слой (3) в поперечном сечении сверхпроводящего элемента (1) выступает с обоих концов за участок (B) подложки (2), покрытый сверхпроводящим слоем (5),изоляционный слой (3) гальванически развязывает сверхпроводящий слой (5) и металлический защитный слой (6) от подложки (2),и что толщина (D) изоляционного слоя (3) установлена таким образом, что сверхпроводящий элемент (1) имеет поперечное напряжение пробоя от металлической подложки (2) к сверхпроводящему слою (5) и к металлическому защитному слою (6), равное по меньшей мере 25 В.2. Сверхпроводящий элемент (1) по п. 1, отличающийся тем, что металлический защитный слой (6) соприкасается с изоляционным слоем (3).3. Сверхпроводящий элемент (1) по п. 1, отличающийся тем, что металлический защитный слой (6) в поперечном сечении окружает сверхпроводящий слой (5) в форме кожуха.4. Сверхпроводящий элемент (1) по п. 1, отличающийся тем, что изоляционный слой (3) в поперечном сечении также частично или полностью покрывает короткие стороны (16) подложки (2).5. Сверхпроводящий элемент (1) по п. 1, отличающийся тем, что изоляционный слой (3) также покрывает нижнюю сторону (15) подложки (2), противоположную сверхпроводящему слою (5).6. Сверхпроводящий элемент (1) по п. 1, отличающийся тем, что изоляционный слой (3) окружает в поперечном сечении подложку (2) со всех сторон.7. Сверхпроводящий элемент (1) по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно к изоляционному слою (3), предусмотрен планаризующий слой (7), который осажден на подложку (2).8. Сверхпроводящий элемент (1) по п. 1, от

Claims (21)

1. Сверхпроводящий элемент (1), содержащий металлическую подложку (2), изоляционный слой (3), сверхпроводящий слой (5) и металлический защитный слой (6), причем изоляционный слой (3) расположен между подложкой (2) и сверхпроводящим слоем (5),
отличающийся тем, что
изоляционный слой (3) в поперечном сечении сверхпроводящего элемента (1) выступает с обоих концов за участок (BSL) подложки (2), покрытый сверхпроводящим слоем (5),
изоляционный слой (3) гальванически развязывает сверхпроводящий слой (5) и металлический защитный слой (6) от подложки (2),
и что толщина (D) изоляционного слоя (3) установлена таким образом, что сверхпроводящий элемент (1) имеет поперечное напряжение пробоя от металлической подложки (2) к сверхпроводящему слою (5) и к металлическому защитному слою (6), равное по меньшей мере 25 В.
2. Сверхпроводящий элемент (1) по п. 1, отличающийся тем, что металлический защитный слой (6) соприкасается с изоляционным слоем (3).
3. Сверхпроводящий элемент (1) по п. 1, отличающийся тем, что металлический защитный слой (6) в поперечном сечении окружает сверхпроводящий слой (5) в форме кожуха.
4. Сверхпроводящий элемент (1) по п. 1, отличающийся тем, что изоляционный слой (3) в поперечном сечении также частично или полностью покрывает короткие стороны (16) подложки (2).
5. Сверхпроводящий элемент (1) по п. 1, отличающийся тем, что изоляционный слой (3) также покрывает нижнюю сторону (15) подложки (2), противоположную сверхпроводящему слою (5).
6. Сверхпроводящий элемент (1) по п. 1, отличающийся тем, что изоляционный слой (3) окружает в поперечном сечении подложку (2) со всех сторон.
7. Сверхпроводящий элемент (1) по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно к изоляционному слою (3), предусмотрен планаризующий слой (7), который осажден на подложку (2).
8. Сверхпроводящий элемент (1) по п. 1, отличающийся тем, что толщина D изоляционного слоя (3) выбирается таким образом, что сверхпроводящий элемент (1) имеет поперечное напряжение пробоя от металлической подложки (2) к сверхпроводящему слою (5) и к металлическому защитному слою (6), равное по меньшей мере 50 В, предпочтительно по меньшей мере 100 В, особенно предпочтительно по меньшей мере 300 В.
9. Сверхпроводящий элемент (1) по п. 1, отличающийся тем, что изоляционный слой (3) имеет толщину D, по меньшей мере равную 0,2 мкм, предпочтительно по меньшей мере 2,0 мкм, особенно предпочтительно по меньшей мере 3,5 мкм, еще более предпочтительно по меньшей мере 5,0 мкм.
10. Сверхпроводящий элемент (1) по п. 1, отличающийся тем, что изоляционный слой (3) содержит один или несколько оксидов металла, в частности, стабилизированный иттрием оксид циркония, оксид циркония, оксид иттрия, титанат стронция, оксид алюминия, оксид церия, цирконат гадолиния, цирконат бария и/или оксид магния.
11. Сверхпроводящий элемент (1) по п. 1, отличающийся тем, что изоляционный слой (3) содержит фосфат алюминия, в частности, при этом изоляционный слой (3) содержит смесь из фосфата алюминия с оксидом кремния, оксидом германия, оксидом циркония, оксидом иттрия, титанатом стронция, оксидом алюминия, оксидом церия, цирконатом гадолиния, цирконатом бария и/или оксидом магния.
12. Сверхпроводящий элемент (1) по п. 1, отличающийся тем, что сверхпроводящий элемент (1) содержит буферный слой (4), причем буферный слой (4) расположен между изоляционным слоем (3) и сверхпроводящим слоем (5), в частности, при этом буферный слой (4) содержит по меньшей мере один диэлектрический подслой (4а).
13. Сверхпроводящий элемент (1) по п. 1, отличающийся тем, что в продольном сечении сверхпроводящего элемента (1) примерно в середине изоляционного слоя (3) создается электропроводное соединение (8) между металлической подложкой (2) и сверхпроводящим слоем (5).
14. Сверхпроводящий элемент (1) по п. 1, отличающийся тем, что металлический защитный слой (6) имеет толщину DS между 0,07 мкм и 3 мкм, и/или что металлический защитный слой (6) содержит Ag, Au, Rt, Pd, Cu, Ni, Cr, Al, Y или их смеси или сплавы.
15. Сверхпроводящий элемент (1) по п. 1, отличающийся тем, что металлический защитный слой (6) имеет продольное сопротивление в продольном направлении сверхпроводящего элемента (1) между 5 и 100 Ом на метр длины (L) и на сантиметр ширины (B) сверхпроводящего элемента (1), предпочтительно между 15 и 40 Ом на метр длины (L) и на каждый сантиметр ширины (B) сверхпроводящего элемента (1).
16. Применение сверхпроводящего элемента (1) по любому из пп. 1 - 15 на внешнем источнике (13) напряжения, посредством которого в случае перехода сверхпроводящего элемента (1) из сверхпроводящего в нормальное состояние к сверхпроводящему элементу (1) прикладывается внешнее напряжение Vextelem, причем длина L сверхпроводящего элемента (1) выбирается таким образом, что устанавливающееся вдоль сверхпроводящего элемента (1) в случае перехода из сверхпроводящего в нормальное состояние электрическое поле Е||, определяемое как Е||= Vextelem/L, меньше, чем критическое электрическое поле Е||krit, которое сверхпроводящий слой (5) может выдерживать без повреждения,
причем толщина D изоляционного слоя (3) сверхпроводящего элемента (1) выбирается таким образом, что справедливо:
D k [ E | | L m E k r i t i ε i d i ε I s o ]
Figure 00000001
где i - численная переменная диэлектрических слоев сверхпроводящего элемента (1), соответственно, как между подложкой (2) и сверхпроводящим элементом (5), так и между подложкой (2) и металлическим защитным слоем (6) без изоляционного слоя (3), εi - диэлектрическая постоянная i-го диэлектрического слоя, εISO - диэлектрическая постоянная изоляционного слоя (3), di - толщина i-го диэлектрического слоя, Еkrit - поперечная напряженность поля пробоя в изоляционном слое (3); m - геометрический параметр, с m=2 при наличии и m=1 при отсутствии электропроводного соединения (8), созданного в продольном сечении приблизительно в середине изоляционного слоя (3), между металлической подложкой (2) и сверхпроводящим слоем (5), и k - параметр безопасности с k≥1.
17. Применение по п. 16, отличающееся тем, что справедливо:
0,5 В/см≤Е||krit≤10 В/см и/или
2·103 В/см≤Еkrit≤5·105 В/см.
18. Применение по п. 16, отличающееся тем, что
L≥50 см, предпочтительно L≥150 см, особенно предпочтительно L≥200 см.
19. Применение по п. 16, отличающееся тем, что сверхпроводящий элемент (1) включается в последовательное соединение других сверхпроводящих элементов (11, 12), сверхпроводящие слои (5) которых электрически соединены друг с другом, а их подложки (2) электрически изолированы друг от друга, и что в случае перехода сверхпроводящего элемента (1) из сверхпроводящего в нормальное состояние приложенное к нему внешнее напряжение Vextelem получается согласно соотношению Vextelem=Vextges·L/Lges, где Vextges - напряжение, приложенное через последовательное соединение сверхпроводящего элемента (1) и других сверхпроводящих элементов (11, 12) в целом посредством внешнего источника (13) напряжения, и Lges - сумма длин сверхпроводящего элемента (1) и длин других сверхпроводящих элементов (11, 12).
20. Применение по п. 19, отличающееся тем, что справедливо: Vextges≥10 кВ.
21. Применение по п. 16, отличающееся тем, что сверхпроводящий элемент (1) встроен в сверхпроводящий ограничитель тока утечки.
RU2014130596A 2013-07-24 2014-07-23 Ленточный сверхпроводящий элемент с улучшенной собственной защитой в случае перехода из сверхпроводящего в нормальное состояние RU2638968C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013214447.4 2013-07-24
DE102013214447.4A DE102013214447B3 (de) 2013-07-24 2013-07-24 Bandförmiges, supraleitendes Element mit verbessertem Eigenschutz im Quenchfall

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014130596A true RU2014130596A (ru) 2016-02-20
RU2638968C2 RU2638968C2 (ru) 2017-12-19

Family

ID=51257304

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014130596A RU2638968C2 (ru) 2013-07-24 2014-07-23 Ленточный сверхпроводящий элемент с улучшенной собственной защитой в случае перехода из сверхпроводящего в нормальное состояние

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9640979B2 (ru)
EP (1) EP2830107B1 (ru)
DE (1) DE102013214447B3 (ru)
ES (1) ES2609634T3 (ru)
RU (1) RU2638968C2 (ru)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019224830A1 (en) * 2018-05-24 2019-11-28 Guy Deutscher Fault current limiter
EP3789745B1 (en) * 2019-09-09 2024-04-10 Yageo Nexensos GmbH Flexible passive electronic component and method for producing the same
CN115835768B (zh) * 2023-02-10 2023-05-30 材料科学姑苏实验室 一种超导量子芯片制备用保护层及超导量子芯片

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3522492A (en) * 1967-10-23 1970-08-04 Texas Instruments Inc Superconductive barrier devices
US5132283A (en) 1987-12-28 1992-07-21 Ford Motor Company Thin film superconductor assembly and method of making the same
US6114287A (en) * 1998-09-30 2000-09-05 Ut-Battelle, Llc Method of deforming a biaxially textured buffer layer on a textured metallic substrate and articles therefrom
US6475311B1 (en) * 1999-03-31 2002-11-05 American Superconductor Corporation Alloy materials
US6517944B1 (en) * 2000-08-03 2003-02-11 Teracomm Research Inc. Multi-layer passivation barrier for a superconducting element
US7774035B2 (en) * 2003-06-27 2010-08-10 Superpower, Inc. Superconducting articles having dual sided structures
US6884527B2 (en) 2003-07-21 2005-04-26 The Regents Of The University Of California Biaxially textured composite substrates
DE102004048439B4 (de) * 2004-10-02 2007-05-10 Alpha Ip Verwertungsgesellschaft Mbh Supraleiter mit elektrischer Isolation
US7627356B2 (en) 2006-07-14 2009-12-01 Superpower, Inc. Multifilament AC tolerant conductor with striated stabilizer and devices incorporating the same
WO2008118127A1 (en) * 2006-07-21 2008-10-02 American Superconductor Corporation Low resistance splice for high temperature superconductor wires
KR100807640B1 (ko) 2006-12-22 2008-02-28 한국기계연구원 저온 열처리에 의해 이축배향성 완충층을 형성하는전구용액
JP5244337B2 (ja) 2007-06-12 2013-07-24 公益財団法人国際超電導産業技術研究センター テープ状酸化物超電導体
EP2117056B1 (en) * 2008-03-05 2010-11-03 Bruker HTS GmbH Superconducting device for current conditioning
ES2404655T3 (es) * 2008-11-29 2013-05-28 Alstom Technology Ltd. Limitador de corriente de falla con una pluralidad de elementos de superconducción conectados según una conformación a modo de anillo
IT1398934B1 (it) * 2009-06-18 2013-03-28 Edison Spa Elemento superconduttivo e relativo procedimento di preparazione
CN103069595B (zh) * 2010-06-24 2016-05-18 休斯敦大学体系 具有降低的ac损耗的多细丝超导体及其形成方法
WO2012005977A1 (en) * 2010-06-29 2012-01-12 Los Alamos National Security, Llc Solution deposition planarization method
JP5615616B2 (ja) 2010-07-27 2014-10-29 昭和電線ケーブルシステム株式会社 テープ状酸化物超電導体及びその製造方法
JP2013122822A (ja) * 2011-12-09 2013-06-20 Sumitomo Electric Ind Ltd 酸化物超電導線材
EP2672537B1 (en) * 2012-06-06 2015-12-16 Bruker HTS GmbH Superconductive device without an external shunt system, in particular with a ring shape

Also Published As

Publication number Publication date
DE102013214447B3 (de) 2014-11-20
ES2609634T3 (es) 2017-04-21
EP2830107B1 (de) 2016-12-21
RU2638968C2 (ru) 2017-12-19
US20150031548A1 (en) 2015-01-29
EP2830107A1 (de) 2015-01-28
US9640979B2 (en) 2017-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6678751B2 (ja) 導電構造及び薄膜トランジスタアレイパネルの製造方法
RU2014130596A (ru) Ленточный сверхпроводящий элемент с улучшенной собственной защитой в случае перехода из сверхпроводящего в нормальное состояние
US9059336B2 (en) Thermoelectric conversion element
CN105405959B (zh) 一种横向伸缩振动模式的三元系弛豫铁电单晶压电变压器
Li et al. Improvement of surface flashover performance in vacuum of ABA insulator by adopting ZnO varistor ceramics as layer A
Wawrzała et al. Charge-discharge properties of PLZT x/90/10 ceramics
KR101329682B1 (ko) 전압 비직선성 저항체 자기 조성물 및 전압 비직선성저항체 소자
KR20170094677A (ko) 복합 전자 부품
US20120214673A1 (en) Superconducting element with elongated opening and method for manufacturing a superconducting element
Nishiyama et al. Cyclic properties and impedance analysis of (Li, Na, K) NbO3-based multilayered piezoceramics
RU2597211C1 (ru) Провод из оксидного сверхпроводника
US9882367B2 (en) Device for conducting electrical direct current
US20140196930A1 (en) High Temperature Wire Insulation
Zhang et al. Frequency dispersion analysis of thin dielectric MOS capacitor in a five-element model
WO2015064284A1 (ja) 薄膜超電導線材および超電導機器
JP5569102B2 (ja) 積層正特性サーミスタ及び積層正特性サーミスタの製造方法
Politova et al. Structure and ferroelectric properties of lead-free NBT-KBT-BF ceramics
JP5437248B2 (ja) 電気的多層構成要素
Lisnevskaya et al. Yttrium iron garnet–lead-barium titanate particulate multiferroic composites
JP2004186540A (ja) 積層型電子部品
WO2021006239A1 (ja) 酸化物超電導線材、酸化物超電導コイル、酸化物超電導線材の製造方法
WO2018216064A1 (ja) 超電導線材および超電導コイル
JP2016009721A (ja) 超電導電流リード
US20070191232A1 (en) Superconductor Wire Material Having Structure For Inhibiting Crack, Superconductor Power Cable Using The Same And Manufacturing Method Thereof
Ochi et al. Solid-state capacitor for voltage control of magnetism formed on a flexible substrate