Le développement d’une isolation électrique en céramique vise à la mise au point 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 la tenue mécanique de la bobine. On supprime ainsi deux étapes délicates de la fabrication d’un aimant en Nb3Sn : la manipulation de la bobine réagie, très fragile, lors du transfert du moule de réaction au moule d’imprégnation, et l’imprégnation sous vide de cette bobine avec une résine époxy.
Après les tests électriques qui ont montré que l’utilisation de l’isolation n’affectait pas les propriétés supraconductrices du brin en Nb3Sn et les bonnes performances obtenues avec 2 solénoïdes de petite dimension, les études se sont poursuivies avec :
- des mesures de transfert thermique réalisées sur des empilements de câbles qui ont montré une augmentation significative, d’un facteur environ 100, du flux de chaleur extrait par rapport à l’isolation conventionnelle en Kapton,
- des tests mécaniques de compression sur des empilements de câbles isolés ; à cette occasion des mini-bobines ont été développées.
Guipage d’un conducteur avec l’isolation céramique.
Bobine en forme de champ de course réalisée pour évaluer les performances de l’isolation.
Une bobine en forme de champ de course formée d’une double galette de câble supraconducteur de 443 mm x 214 mm est en cours de réalisation. Elle permettra d’évaluer les performances de l’isolation dans des conditions réelles de fonctionnement d’une bobine. Les tests se dérouleront dans la station SMC du Cern.
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• Le Département des accélérateurs, de cryogénie et de magnétisme (DACM)
