Influência dos perfis de tratamentos térmicos nos processos de difusão, reação e formação de fases em supercondutores nanoestrusturados de Nb3Sn

Abstract

Em trabalhos anteriores de nosso grupo de pesquisa foram desenvolvidos fios supercondutores nanoestruturados de Nb 3 Sn com introdução de centros de aprisionamento artificiais (CAAs) de Cu(Sn), numa tentativa de melhorar as propriedades supercondutoras.Porém, os perfis de tratamentos térmicos utilizados não foram otimizados. No presente trabalho as amostras desses fios compósitos foram utilizadas para otimização dos perfis de tratamentos térmicos visando determinar a influência destes perfis no processo de difusão atômica, reação e formação de fases nestes supercondutores nanoestruturados, e, com isso, otimizar a capacidade de transporte de corrente desses materiais. As micrografias e as analises composicionais obtidas produziram um conjunto de informações sobre os mecanismos de difusão e formação da fase supercondutora de Nb 3 Sn. As amostras foram analisadas quanto às suas propriedades e características supercondutoras. Com as medidas de transporte e magnetização pôde-se obter o comportamento global do supercondutor e o comportamento de cada filamento individual de Nb 3 Sn, respectivamente. Os compósitos otimizados apresentaram valores de temperatura crítica T c próximos de 17 K, valores de B c2 da ordem de 18 T, e densidades de corrente crítica tão altas quanto 1750 A/mm 2 a 4,2K e 12 T. Os máximos das curvas de força de aprisionamento aconteceram em campos magnéticos tão altos quanto 10 T, aproximadamente 0,5 B c2 , em distinção ao valor de 4,5 T (cerca de 0,2 B c2 ) para Nb 3 Sn convencional, deslocamento que demonstra mudanças no comportamento de aprisionamento de fluxo nestes materiais. Um comportamento inédito e importante, que mistura os mecanismos de aprisionamento de fluxo devido aos contornos de grãos e as fases normais, está presente e pôde ser quantificado em detalhe. A análise dos comportamentos de todas as amostras possibilitou um entendimento satisfatório da influência dos CAAs na fase supercondutora e da influência do efeito de proximidade no aprisionamento de fluxo e nas propriedades de transporte destes materiais. Palavras-chave: Nb 3 Sn. Centros de aprisionamento artificiais. Aprisionamento de fluxo. Tratamento térmico. Dimensões nanométricas. ABSTRACT DA SILVA, L. B. S. Influence of the heat treatment profiles on the processes of diffusion, reaction and formation of phases in nanostructured Nb 3 Sn superconductors. 2008. 161 f. Dissertation (Master In previous works of our research group it was shown the development of Nb 3 Sn nanostructured superconducting wires with introduction of artificial pinning centers (APCs) of Cu(Sn), in an attempt to improve the superconducting properties. However, the used heat treatment profiles were not optimized. In the present work samples of these composite wires were used to optimize the heat treatment profile aiming to determine the influence of these profiles on the processes of atomic diffusion, reaction and formation of phases in these nanostructured superconductors and, consequently, optimize the transport properties of these materials. The obtained mi...