Comportamiento en fatiga de cintas superconductoras multifilamento BSCCO 2223

Abstract

Las propiedades mecánicas y la evolución de la corriente crítica durante una solicitación mecánica han sido evaluadas en tres cintas comerciales multifilamento formadas por una aleación Ag-Mg reforzada con fibras superconductoras cerámicas de alta temperatura crítica Bi 2 Sr 2 Ca 2 Cu 3 O 10+x (denominadas cintas BSCCO 2223). Estas cintas fueron sometidas a una solicitación monótona creciente y a fatiga mecánica a 77 K a lo largo de la dirección longitudinal. Los resultados obtenidos revelan que las propiedades de transporte eléctrico no se ven afectadas bajo tensiones monótonas crecientes si la tensión máxima a tracción es inferior al límite elástico de la cinta definido a partir del 0.2% de deformación ingenieril. Sin embargo, la corriente crítica se reduce entre un 10% y 20% bajo una solicitación cíclica, lo que indica que la vida en servicio de estas cintas está condicionada por su comportamiento bajo fatiga mecánica. (BSCCO 2223), corriente crítica, fractura y fatiga, propiedades mecánicas. Fatigue behaviour of multifilamentary BSCCO 2223 superconducting tapesThe mechanical properties and the critical current were studied in three commercial multi-filamentary BSCCO 2223 tapes (formed by Bi 2 Sr 2 Ca 2 Cu 3 O 10+x high-temperature ceramic superconductors embedded in a Ag-Mg alloy) subjected to monotonic and fatigue tension at 77 K in the longitudinal direction. It was found that transport properties were not comprised under monotonic tensions if the maximum tensile stress remained below the conventional 0.2% yield strength. This magnitude was reduced by 10% to 20% in the case of fatigue loading, and the service life of the tape was dictated by the mechanical fatigue life. (BSCCO 2223) superconducting tapes, critical current, fracture and fatigue, mechanical properties. Keywords IntrOduCCIónLos superconductores cerámicos de alta temperatura crítica BSCCO 2223 presentan unas buenas propiedades de transporte eléctrico para aplicaciones tecnológicas a 77 K, pero su aplicación industrial está limitada por sus pobres propiedades mecánicas (deformaciones de rotura ≈ 0.05%) [1][2]. Con el fin de mejorar estas propiedades se han desarrollado cintas superconductoras en las que los filamentos cerámicos superconductores están embutidos en una aleación de Ag. La ventaja de estas cintas frente a los cerámicos superconductores masivos estriba en que estas cintas son flexibles (lo que facilita su manipulación), se pueden fabricar grandes longitudes (del orden de kilómetros), y el recubrimiento metálico externo protege a los filamentos de las agresiones externas y deriva la corriente eléctrica en el caso de que el cerámico superconductor falle.Los estudios realizados sobre cintas monofilamento sometidas a deformación axial mostraron que la deformación crítica (definida como la deformación mecánica máxima que puede tolerar la cinta sin que se degrade la corriente crítica) era del orden del 0.2% y coincidía con el comienzo de la deformación plástica [3][4][5][6]. Con la división del núcleo cerámico en múltiples fibras se re...