Применение проволоки из ниобиево-титанового сплава
Проволока из ниобиево-титанового (NbTi) сплава в настоящее время является наиболее широко используемым и технологически зрелым коммерчески доступным низкотемпературным сверхпроводящим материалом, основные области применения которого почти полностью связаны с его превосходными сверхпроводящими свойствами. Его применение в основном сосредоточено в следующих ключевых областях: Магнитно-резонансная томография (МРТ): это крупнейший и наиболее важный рынок применения проволоки из ниобиево-титанового сплава, на который приходится приблизительно 80% мирового рынка сверхпроводников. Практически все клиническое оборудование МРТ использует проволоку из ниобиево-титанового сплава для намотки своих сверхпроводящих магнитов. Более 30 000 систем МРТ установлены по всему миру, а общая длина проволоки из ниобиево-титанового сплава превышает один миллион километров. Она способна генерировать сильное и стабильное магнитное поле при температурах жидкого гелия, обеспечивая высококачественные изображения для медицинской диагностики. Спектроскопия ядерного магнитного резонанса (ЯМР): В оборудовании ЯМР, используемом для химического анализа и исследования молекулярной структуры, также применяются сверхпроводящие магниты из ниобиево-титанового сплава.
Ускорители и коллайдеры частиц: Это еще одно важное применение ниобиево-титановых сплавов. Например, Большой адронный коллайдер (БАК) в ЦЕРНе использует около 1200 тонн сверхпроводящей ниобиево-титановой проволоки для создания магнитов, отклоняющих и фокусирующих пучки частиц. Устройства для термоядерного синтеза с магнитным удержанием: Проекты термоядерного синтеза, такие как Международный термоядерный экспериментальный реактор (ITER), требуют чрезвычайно сильных магнитных полей для удержания высокотемпературной плазмы; в некоторых их магнитных системах используется проволока из ниобиево-титанового сплава.
Квантовые вычисления: Ниобиево-титановый сплав является одним из идеальных электродных материалов для изготовления джозефсоновских переходов, основного компонента сверхпроводящих квантовых компьютеров. Одновременно с этим, внутренние проводники сверхпроводящих кабелей, используемых для соединения кубитов и цепей управления, также используют проволоку из ниобиево-титанового сплава для достижения сверхнизких потерь при передаче сигнала.
Магнитно-управляемый монокристаллический кремний, полученный методом Чохральского (МКЗ): В полупроводниковой и фотоэлектрической промышленности сильное магнитное поле, создаваемое сверхпроводящими магнитами, позволяет контролировать поток расплава в печи для выращивания монокристаллического кремния, тем самым получая высококачественный монокристаллический кремний больших размеров. В этих магнитах также широко используется проволока из ниобиево-титанового сплава.
Высокоскоростные поезда на магнитной подушке: При проектировании сверхпроводящих высокоскоростных поездов на магнитной подушке сверхпроводящие магниты на корпусе поезда и рельсах играют ключевую роль в создании мощных сил левитации и движения, а ниобиево-титановый сплав является одним из важных вариантов материалов.
Кроме того, благодаря своим превосходным механическим свойствам, ниобий-титановый сплав также используется для производства крепежных элементов для аэрокосмической отрасли, применяемых в производстве крупных самолетов, таких как Airbus, что расширяет область его применения в областях, не связанных со сверхпроводимостью.