Diborid horčíka (MgB2) je sľubný supravodič pre mnohé aplikácie. Jednou z výhod tohto materiálu je možnosť spojiť jedno alebo viac-žilové MgB2 drôty pomocou MgB2 spoju, čím získame spoj s veľmi nízkym alebo nulovým elektrickým odporom, ktorý je vhodný pre perzistentnú prevádzku zariadení, ako sú napríklad supravodivé magnety s vysokými magnetickými poľami. MgB2 drôty sú spojené pomocou šikmého spoju, ktorý je možné minimalizovať na veľkosť podobnú drôtom, čo umožňuje použiť tento typ spojov priamo vo vinutí magnetov. V obrázku 1. je popísaný postup výroby šikmého spoju – najprv sa konce drôtov, ktoré sa budú spájať vybrúsia na malý uhol. Následne sa vloží jeden drôt do kovovej kapiláry a prášok obsahujúci horčík+boron (Mg+B) sa pridá z druhej strany a spoj sa uzavrie vsunutím druhého drôtu. Celý spoj sa zlisuje a následne sa vloží do pece aby sa z Mg+B prášku vytvorila MgB2 fáza, čím sa získa supravodivý prepoj medzi drôtmi.
Jedno-žilové MgB2/Fe a šesť-žilové MgB2/Nb/Fe spoje boli vyrobené a analyzované v tejto štúdii. Drôty boli nastrihané a konce zbrúsené na 10° – 15° uhol. Na spoj sa položili lisovacie formy a vložil sa do 100 kN hydraulického lisu. Výsledná deformácia je kontrolovaná zmenou hrúbky stien kapiláry spoju. Prenosové vlastnosti drôtov a spojov boli merané pri 4.2 K a pri pôsobení 2-8 T externého magnetického poľa. Prechod do odporového stavu spoju bol meraný medzi 27 až 42 K. Štúdie optickým mikroskopom poskytli dôležité informácie o rozhraní medzi drôtmi (Fig. 2). Rozhranie bolo optimalizované doladením deformácie spoju, správnym výberom zrnitosti Mg+B prášku a zväčšením plochy medzi spojenými drôtmi. Po týchto úpravách, Imrich Hušek a jeho tím vyrobili spoj z jedno-žilových drôtov so zachovaním 73 % kritického prúdu samotných drôtov a v prípade 6-žilového drôtu sa podarilo zachovať 53 % kritického prúdu drôtov. Výsledky štúdie naznačujú, že predstavená metóda spájania MgB2 drôtov by mohla byť použitá pre MgB2 cievky v perzistentnom móde (v spojení nakrátko).
Autori: Imrich Hušek, Pavol Kováč, Tibor Melišek, Dušan Berek, Ľubomír Kopera
Odkaz: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6668/ad5113