фото: atomic-energy.ru
В АО «Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени А.А. Бочвара» (входит в Топливную компанию Росатома «ТВЭЛ») заканчивается отжиг экспериментальных образцов Nb3Sn-стрендов с повышенной токонесущей способностью.
В процессе диффузионного отжига происходит формирование из Nb волокон сверхпроводящего интерметаллического соединения Nb3Sn. Отжиг является исключительно важной технологической операцией, которая во многом определяет структуру, состав и свойства композиционного сверхпроводящего стренда. Такие стренды считаются перспективными для создания спектрометров высокого разрешения, изготовления высокопольных магнитных систем и ускорительной техники следующего поколения.
Диффузионный отжиг разработан для проекта модернизации Большого адронного коллайдера (Large Hadron Collider, CERN, Швейцария). Как отметил заместитель генерального директора АО «ВНИИНМ» Ильдар Абдюханов, данные стренды должны характеризоваться более высоким комплексом электрофизических характеристик: высокой токонесущей способностью и низким уровнем гистерезисных потерь. «Сделать такие стренды очень сложно, поскольку некоторые параметры являются взаимоисключающими. От специалистов ВНИИНМ требуется высокое умение как при их конструировании, так и при расчетах технологических параметров процесса их изготовления», - отметил он.
По словам Ильдара Абдюханова овладение эффективными технологиями изготовления стрендов с продвинутыми электрофизическими и эксплуатационными характеристиками обеспечит институт новыми заказами, в том числе, зарубежными.
В этом году АО «ВНИИНМ» также продолжает работу над созданием российского производства сверхпроводящих проводов для медицинских магнитно-резонансных томографов. «Мы разработали такие технологические режимы изготовления томографических проводов (стрендов), которые позволяют гарантированно достичь требуемого комплекса электрофизических характеристик и значительно улучшить технико-экономические показатели их производства на Чепецком механическом заводе», - отметил И. Абдюханов. В текущем году на ЧМЗ (также входит в Топливную компанию Росатома «ТВЭЛ») должна пройти третья стадия квалификации стрендов.
Ранее специалистам ОАО «ВНИИНМ им. А.А. Бочвара» удалось воссоздать и даже усовершенствовать технологии производства стрендов на основе ниобий-титана и ниобий олова, утраченные в начале 90-х в связи с распадом СССР и тяжёлым экономическим кризисом. Это позволило «с нуля» создать линию по производству сверхпроводников на базе ЧМЗ, на которой за шесть лет было произведено около 100 тонн ниобий-оловянных стрендов для проводника тороидального поля и приблизительно 125 тонн ниобий-титановых стрендов для проводника полоидального поля Международного экспериментального термоядерного реактора (ITER), сооружаемого при участии России в Кадараше (Франция). Выполнение этой задачи стало одним из примеров возрождения промышленного потенциала страны.
На пути создания производственной линии были успешно решены многие технологические и организационные задачи. Необходимо отметить, что сам стренд – без преувеличения произведение технического искусства. Стренды для ИТЭР представляют собой уникальное композиционное изделие, содержащее более 10 тысяч тончайших (2-6 микрон) сверхпроводящих волокон (для сравнения: толщина человеческого волоса составляет от 40 до 110 микрон). Процесс производства представляет собой цепь сложных, филигранных операций (сборка, прессование, волочение, прокатка, дегазация, очистка, и т.д.), требующих абсолютной точности и строжайшего соблюдения технологии. Всего, от исходных материалов до конечного продукта, процесс занимает около девяти месяцев. Качество выпускаемой продукции с самого начала контролировалось представителями Международной организации ИТЭР. При этом все произведенные квалификационные тесты продукции завода всегда проходили успешно и давали хороший и стабильный результат.
