[pt] O primeiro material supercondutor de alta temperatura foi
descoberto em 1986. Desde então foram sintetizados mais de
150 novos supercondutores (cupratos, bismutatos, boretos e
fulerenos) com temperatura crítica superior à temperatura
de 23,3 K, a temperatura crítica mais alta entre os
materiais supercondutores de baixa temperatura. Muitos
destes novos materiais supercondutores têm provocado
interesse acadêmico, sendo utilizados, por exemplo, para a
compreensão do fenômeno de supercondutividade a alta
temperatura. No entanto, há famílias supercondutoras que
possuem propriedades atraentes para o desenvolvimento de
novas tecnologias voltadas particularmente para sistemas
elétricos de potência, medicina e transporte (veículo
Maglev). Dois supercondutores da família BSCCO,
Bi2Sr2CaCu2O8+x (Bi-2212) e Bi2Sr2Ca2Cu3O10+x (Bi-2223),
estão entre os mais pesquisados para aplicação em escala
industrial no setor elétrico. Uma projeção do mercado de
dispositivos para o setor elétrico, à base de
supercondutores de alta temperatura, aponta que este
mercado deve movimentar em torno de 47 bilhões de dólares
em 2020, tendo como destaques, com quase 90% deste mercado,
limitadores de corrente de curtocircuito, transformadores e
SMES (Sistema Magnético Supercondutor de Armazenagem de
Energia). A presente tese se propôs a contribuir para o
desenvolvimento de uma nova tecnologia de produção de
limitadores de corrente de curto-circuito (LCC) à base da
fase supercondutora Bi-2212. Esta tecnologia baseia-se na
produção de formas maciças (blocos) da fase Bi-2212, para a
confecção de LCC, através da fusão parcial e solidificação
peritéticas desta fase. Este método difere substancialmente
do método de fusão completa, usualmente empregado para a
obtenção destes blocos. Para o desenvolvimento e o
aperfeiçoamento desta nova tecnologia foi necessário
estudar a fusão e a solidificação peritéticas da fase Bi-
2212. Com este intuito, para acompanhar esses dois
processos foram utilizadas técnicas de observação in situ,
assim como análise de amostras temperadas. As propriedades
supercondutoras foram estudadas por meio das
caracterizações eletromagnéticas. Com base nestes estudos
foi desenvolvido um ciclo térmico que proporciona uma
densidade de corrente crítica da fase Bi-2212 na forma
maciça superior a 1000A/cm2, em corrente direta, a 77K
e sem campo magnético externo. Este valor confirma a
viabilidade do método para a produção de material para LCC. / [en] High temperature superconductivity was discovered in 1986.
Since then more than 150 new superconductors (cuprates,
bismuthates, borides and fullerite) with critical
temperature higher then 23,3K (the highest critical
temperature for low temperature superconductors) have been
synthesized. Many of them rise interest from the scientific
viewpoint and are suitable for investigations focusing
the phenomena of high temperature superconductivity.
However, some superconducting families display properties
that are attractive for applications in electrical power
systems, medicine and transport. Two superconductors from
the BSCCO family, Bi2Sr2CaCu2O8+x (Bi-2212) e
Bi2Sr2Ca2Cu3O10+x (Bi-2223), are among the most studied for
application in electrical power systems at industrial
scale. One prognostic for the market of superconducting
electrical devices points out that this market will
represent more than 47 billion dollars in the year 2020.
More than 90% of this market will be dominated by devices
such as: fault current limiters (FCL), transformers and
superconducting magnetic energy storage systems (SMES). The
present thesis aims to contribute for the development of a
new technology for production of fault current limiters,
based on the Bi-2212 phase, the partial melt method. This
method involves peritectic fusion and solidification of the
Bi-2212 phase and is substantially different from the
complete melt processing usually used for production of Bi-
2212 blocks. The peritectic fusion and solidification of
the Bi-2212 phase were investigated by quenching and in
situ techniques. Superconducting properties were also
studied by electromagnetic measurements. Based on these
studies, a thermal cycle was established which results in a
critical current density in bulk form, of the Bi-2212
phase, superior to 1000A/cm2, in direct current, at 77K and
zero field. This value confirms the potential of the method
to produce material for FCL.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:4046 |
| Date | 29 October 2003 |
| Creators | BOJAN MARINKOVIC |
| Contributors | FERNANDO COSME RIZZO ASSUNCAO |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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