Supraveghere - nanotehnologie în industria energiei electrice

Specialiști ai Institutului de Cercetări All-Russian de materiale anorganice numit după Academician A.A. Bochvara a dezvoltat tehnologia pentru crearea celor mai noi super-fire. Esența tehnologiei este asamblarea secvențială a pânzelor compozite bimetalice cu deformarea lor ulterioară. Acest lucru face posibilă încorporarea de fibre de niobiu cu bandă cu o grosime de numai 6-10 nm în matricea unui fir de cupru obișnuit.

Rezultatul este un fir compozit cu o secțiune transversală de 2 cu 3 mm, în care sunt prezente până la 400 de milioane din aceste fibre de niobiu cele mai bune. Firul rezultat este caracterizat printr-o rezistență mecanică anomal ridicată, semnificativ mai mare de 500 MPa, și o conductibilitate electrică de 65-85% din conductivitatea cuprului pur, care se realizează printr-o distanță mică între fibre, comparabilă cu lungimea de parcurs medie a electronilor din matricea de cupru.

Firele super sunt considerate fire cu o rezistență la tracțiune care depășește 400-450 MPa, a căror conductibilitate este de la 40 la 80% din valoarea acestei valori a cuprului pur corespunzător. În vara anului 2012, împreună cu RUSNANO, a fost lansată uzina Nanoelectro în Rusia, ca parte a activității sale industriale, a început producția de astfel de fire nano-structurate de înaltă rezistență, cu un volum planificat de până la 50 de tone pe an.

Bugetul proiectului s-a ridicat la 1,02 miliarde de ruble. O serie de companii străine, inclusiv întreprinderile de construcții navale, au propriul lor interes în achiziționarea de super-fire fabricate din Rusia, deoarece produsele noi depășesc în mod semnificativ analogele existente pe piață.

Astăzi, supermarketurile sunt necesare în primul rând de oamenii de știință pentru a crea electromagneti super-puternici. Partenerii proiectului sunt: ​​CERN, Institutul Kurchatov, Laboratorul Național de Câmpuri Magnetice Înalte, Los Alamos, SUA, Centrul de Cercetare Rossendorf, Dresda, Germania, Căile Ferate Ruse, VNIIKP, ALPHISICA GmbH.

În martie 2012, în laboratorul din Los Alamos a fost stabilit un record mondial, unde un electromagnet bazat pe super fire rusești a arătat o inducție de 100 de Tesla, care este de 2 milioane de ori mai mare decât câmpul magnetic al Pământului. În plus, industrii precum robotica, microelectronica, construcția de nave, construcția de avioane și alte industrii importante de înaltă tehnologie sunt interesate să utilizeze super-fire.

Dacă comparați noul material compozit cu cupru, bronz, alamă, atunci avantajele vor deveni evidente. Cupru pur are o conductibilitate electrică excepțională (inferioară celei de argint), dar rezistența la tracțiune a cuprului este de numai 220-270 MPa.

Conductivitatea bronzului este de numai 17% din conductivitatea cuprului pur, dar rezistența la tracțiune de 400-970 MPa. Alama are o rezistență la tracțiune de 380-880 MPa, dar conductivitatea sa electrică este de 2 ori mai mică decât conductivitatea electrică a cuprului.

În ceea ce privește noul material al supraconductorilor, rezistența la tracțiune ajunge aici la 1200 MPa, iar conductivitatea electrică este doar puțin inferioară conductivității electrice a cuprului.

Așadar, superconductorii cu caracteristici mecanice ridicate sunt pur și simplu indispensabili pentru magneții cu impulsuri mari și inductorii cu magnetoimpuls, pentru tehnologia aviației și spațiului, pentru industria navală și de apărare, precum și pentru firele de contact pentru trenurile de mare viteză.

Forța firelor este importantă și pur și simplu în condițiile noastre climatice, în care zăpada umedă și un vânt neplăcut duc adesea la întreruperi ale liniilor electrice, care este plină de opriri în așezări și lucrări îndelungate de reparații. În timp, firele nanostructurate vor ajuta aproape cu siguranță la rezolvarea acestei probleme.

Vezi și:Nanogeneratoare - generatoare universale de energie