Développement d’'une isolation en céramique pour les câbles supraconducteurs

Le développement d’une isolation électrique en céramique a pour objectif l’étude et la mise en œuvre d’une isolation pouvant supporter le traitement thermique à haute température (600 à 700°C) nécessaire à la formation de certains supraconducteurs, en particulier le niobium-étain (Nb3Sn). Les conducteurs sont guipés avec un ruban de fibre de verre enduit de précurseurs qui réagissent pendant le cycle thermique, formant l’isolation et assurant une tenue mécanique de la bobine. On supprime ainsi 2 étapes délicates de la fabrication : la manipulation de la bobine réagie, très fragile, pour la sortir du moule de réaction et l’insérer dans le moule d’imprégnation et l’étape d’imprégnation sous vide de cette bobine avec une résine époxy.

 

Les travaux réalisés dans le cadre de la thèse d’Alexandre Puigségur ont permis de définir les caractéristiques de la solution d’imprégnation et ont montré que l’utilisation de cette isolation n’affectait pas les propriétés du brin en Nb3Sn. Un solénoïde de petite dimension a été testé avec succès sous de forts champs magnétiques externes (12 T) dans la station Cétacé du service et a produit un champ propre de 3,8 T avec un courant de transport de 740 A.

 

Un second bobinage supraconducteur de 400 spires en Nb3Sn (hauteur 54 mm, diamètre extérieur 72 mm) a été réalisé, puis testé dans la station d’essai Christiane pour évaluer la résistance mécanique de son isolation. Alimenté par un courant de 590 A, le démonstrateur a produit une induction de 5,6 T en son centre. En ajoutant le champ magnétique du démonstrateur et celui généré par l’aimant Christiane, on a obtenu une induction magnétique de 10 T au centre du système. Aucune dégradation n’a été observée dans la plage étudiée (30 MPa en traction, 60 MPa en compression), les transitions observées étant systématiquement liées aux performances intrinsèques du brin de Nb3Sn utilisé.

 

 
Développement d’'une isolation en céramique pour les câbles supraconducteurs

Bobine de fil en Nb3Sn en cours de réalisation.

#2393 - Màj : 17/12/2013

 

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