Manufacturing and Performance of Long-Length 2G High-Temperature Superconducting Tapes with Current Flow Diverter Architecture for Magnet Applications

es rubans supraconducteurs d’oxydes de terres rares (REBCO) sont capables de générer des champs magnétiques intenses qui dépassent 20 T, et de conduire l’électricité sans aucune perte résistive à la température de l’azote liquide. Ces rubans sont caractérisés par une structure en couches minces déposées sur un substrat métallique, ce qui les rend aussi mécaniquement flexibles. Plusieurs recherches sont effectuées pour pouvoir utiliser ces matériaux dans les électro-aimants, les limiteurs de courant de défaut, et l’électrification des transports. Ces rubans sont aussi utilisés pour construire des aimants à forts champs magnétiques pour la fusion nucléaire, les accélérateurs des particules et l’imagerie médicale. Malgré les pro-grès réalisés au niveau de la fabrication et de la production des rubans REBCO sur des grandes longueurs, la couche supraconductrice possèdent des inhomogénéités au niveau du courant critique (lc) le long des rubans. Les zones qui possèdent un lc plus faible que la valeur moyenne, générent des points chauds quand le courant appliqué est proche de lc . De plus, ces points chauds se propagent le long du conducteur à une vitesse appelée vitesse de propagation de la zone normale (NZPV). Celle-ci est de l’ordre de quelques centimètres par seconde. La faible NZPV combinée avec les inhomogénéités du courant critique génère un gradient de température local qui peut endommager de façon permanente les dispositifs supraconducteurs. Ainsi, il est primordial d’avoir une méthode rapide et efficace pour la détection des points chauds. Actuellement, un effort considérable est déployé pour développer des méthodes de détection à la fois fiables, sensibles et rapides pour protéger les aimants à base de rubans REBCO contre l’emballement thermique. L’augmentation de la NZPV des rubans REBCO est une approche prometteuse pour limiter le risque de développement des points chauds et accélérer la détection de ceux-ci. Cette approche est réalisable en utilisant une architecture de ruban particulière qui agit sur la NZPV sans dégrader les propriétés supraconductrices des rubans, et qui est appelée «Current Flow Diverter» (CFD). Celle-ci consiste à intégrer une résistance d’interface non uniforme entre la couche de REBCO et la couche de stabilisateur (argent). Cependant, l’effet CFD a seulement été démontré sur des rubans d’une longueur de quelques centimètres. De plus, la complexité de la réalisation de cette architecture la rend inadéquate pour une production industrielle en grande longueur.