Superwires - công nghệ nano trong ngành điện

Các chuyên gia của Viện nghiên cứu vật liệu vô cơ toàn Nga được đặt theo tên của Viện sĩ A.A. Bochvara đã phát triển công nghệ tạo ra các siêu dây mới nhất. Bản chất của công nghệ là sự lắp ráp tuần tự các phôi composite lưỡng kim với biến dạng tiếp theo của chúng. Điều này cho phép kết hợp các sợi niobi băng có độ dày chỉ 6-10nm vào ma trận của dây đồng thông thường.

Kết quả là một dây tổng hợp có tiết diện 2 x 3 mm, trong đó có tới 400 triệu sợi niobi tốt nhất này. Dây kết quả được đặc trưng bởi độ bền cơ học cao bất thường, đáng kể hơn 500 MPa và độ dẫn điện từ 65-85% giá trị độ dẫn điện của đồng nguyên chất, đạt được khoảng cách nhỏ giữa các sợi, có thể so sánh với độ dài đường trung bình của các electron trong ma trận đồng.

Siêu dây được coi là dây có độ bền kéo vượt quá 400-450 MPa, độ dẫn điện của nó là từ 40 đến 80% giá trị của giá trị này của đồng nguyên chất tương ứng. Vào mùa hè năm 2012, cùng với RUSNANO, nhà máy Nanoelectro đã được ra mắt tại Nga, như một phần của hoạt động công nghiệp, việc sản xuất dây có cấu trúc nanô siêu bền như vậy với khối lượng dự kiến ​​lên tới 50 tấn mỗi năm.

Ngân sách dự án lên tới 1,02 tỷ rúp. Một số công ty nước ngoài, bao gồm các doanh nghiệp đóng tàu, có lợi ích riêng của họ trong việc mua lại các siêu dây do Nga sản xuất, vì các sản phẩm mới vượt quá đáng kể các sản phẩm tương tự hiện có trên thị trường.

Ngày nay, các siêu năng lực cần thiết chủ yếu bởi các nhà khoa học để tạo ra nam châm điện siêu mạnh. Các đối tác của dự án là: CERN, Viện Kurchatov, Phòng thí nghiệm từ trường quốc gia, Los Alamos, Hoa Kỳ, Trung tâm nghiên cứu Rossendorf, Dresden, Đức, Đường sắt Nga, VNIIKP, ALPHISICA GmbH.

Vào tháng 3 năm 2012, tại phòng thí nghiệm của Los Alamos, một kỷ lục thế giới đã được thiết lập, trong đó một nam châm điện dựa trên siêu dây của Nga cho thấy cảm ứng 100 Tesla, lớn hơn 2 triệu lần so với từ trường của Trái đất. Ngoài ra, các ngành công nghiệp như robot, vi điện tử, đóng tàu, sản xuất máy bay và các ngành công nghiệp công nghệ cao quan trọng khác quan tâm đến việc sử dụng siêu dây.

Nếu bạn so sánh vật liệu composite mới với đồng, đồng, đồng thau, thì những lợi thế sẽ trở nên rõ ràng. Đồng nguyên chất có độ dẫn điện đặc biệt (kém hơn bạc), nhưng đồng thời, độ bền kéo của đồng chỉ là 220-270 MPa.

Độ dẫn điện của đồng chỉ bằng 17% độ dẫn của đồng nguyên chất, nhưng độ bền kéo 400-970 MPa. Đồng thau có độ bền kéo từ 380-880 MPa, nhưng độ dẫn điện của nó thấp hơn 2 lần so với độ dẫn điện của đồng.

Đối với vật liệu mới của chất siêu dẫn, độ bền kéo ở đây đạt 1200 MPa, và độ dẫn điện chỉ kém hơn một chút so với độ dẫn điện của đồng.

Vì vậy, các chất siêu dẫn có đặc tính cơ học cao đơn giản là không thể thiếu đối với nam châm xung lực cao và cuộn cảm từ, cho công nghệ hàng không và vũ trụ, cho ngành công nghiệp hải quân và quốc phòng, cũng như dây tiếp xúc cho tàu cao tốc.

Sức mạnh của dây cũng rất quan trọng đơn giản trong điều kiện khí hậu của chúng ta, nơi tuyết ướt và gió vuông thường dẫn đến đứt dây điện, gây ra sự cố mất điện trong các khu định cư và công việc sửa chữa kéo dài. Theo thời gian, dây cấu trúc nano gần như chắc chắn sẽ giúp giải quyết vấn đề này.

Xem thêm:Máy phát điện nano - máy phát năng lượng phổ quát

Comments

[#1]

tất cả đều tốt, nhưng không có gì được nói về chi phí

[#2]

Với tất cả các ưu điểm của các dây này, nhược điểm chính của chúng là trọng lượng nặng, là thông số quan trọng đối với đường dây điện và giá thành của chúng cao hơn nhiều lần so với chi phí của dây truyền thống.