The application of bulk superconducting materials to electrical power systems is very attractive because bulk high temperature superconductors offer excellent electromagnetic properties. In recent years there has been significant progresses in the research and fabrication of superconducting bulk materials. Numerous efforts have been made worldwide to make bulk YBCO as a replacement of the conventional magnets to produce larger magnetic field and hence to improve the device performance in electrical power applications. This paper gives a comprehensive review of different applications of bulk HTS materials, concentrating in three areas including superconducting bearing, superconducting motors and high field magnets. The advantages of applying superconducting material into each application are analysed. The status of current research in each section is summarized and examples are given to demonstrate how YBCO bulk materials can benefit the design of electrical devices. Several numerical models which calculate the electromagnetic properties of bulk superconductors are introduced and finally the article concludes with a review on the studies of the demagnetisation effect in superconducting bulk magnets which is extremely relevant to applying superconducting technology to rotating machines.
To fabricate large grain YBCO bulk superconductors by melt process, Sm123 single crystal with a high melting point are mostly used as seeds. However, it also uses Y123 film deposited on MgO single crystal substrate. This study investigated the growth behavior of the Y123 grain during a melt process when single grain YBCO bulk was used as a seed. Single grain Y123 bulk was grown when the seed size was small. When the seed size was relatively large, multiple grains were grown but the grains were still large. Y123 seed crystal was completely decomposed during high temperature anneal at 1040℃ and new Y123 crystals were nucleated during a slow cooling stage below a peritectic temperature. Thereafter, newly formed Y123 crystals from the seed area are thought to grow into the Y1.8 powder compact. The crystallographic orientations of newly nucleated Y123 grains are independent of the crystallographic orientation of Y123 seed. It is thought that the crystallographic orientation of newly nucleated Y123 crystal can be controlled by using Y211-free Y123 single crystal as a seed of homo-seeding melt growth.
Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
/
v.28
no.7
/
pp.450-455
/
2015
For the practical application of a YBCO superconductor bulk, the superconductor bulk magnet with high magnetic field on a large area surface should be fabricated. To make this, YBCO single crystal bulks with fine $Y_2BaCuO_5$(Y211) particles have been prepared by the top-seed melt growth(TSMG) method with $YBa_2Cu_3O_x$, $Y_2O_3$, and $CeO_2$ mixing precursor. By using $Y_2O_3$ instead of $Y_2BaCuO_5$ as precursor, the manufacturing process became simpler and more economical. The microstructures, trapped field and critical current density of the various conditioned YBCO bulks have been observed, analyzed and measured. The different characteristic values of the several samples have been analyzed from the viewpoint of their microstructures. We have developed a $8{\times}12cm$ size superconductor bulk magnet, up to 3 T class, by using the 4 T class-high field superconducting magnetizer and confirmed the applicability of the transmission level circuit breakers by measuring the strength and speed of the superconductor bulk magnet actuator.
Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
/
v.33
no.2
/
pp.147-150
/
2020
Relatively pure YBCO was first synthesized by heating a mixture of metal carbonates at temperatures between 1,000 and 1,300 K, resulting in the reaction: 4BaCO3+Y2(CO3)3+6CuCO3+(1/2-x)O2 → 2YBa2Cu3O7-x+1/3CO2. Modern syntheses of YBCO use the corresponding oxides and nitrates. The superconducting properties of YBa2Cu3O7-x are sensitive to the value of x, i.e., its oxygen content. Only those materials with 0≤x≤0.65 are superconducting below Tc, and when x ~ 0.07, the material superconducts at the highest temperature, i.e., 95 K, or in the highest magnetic fields, i.e., 120 T and 250 T when B is perpendicular and parallel to the CuO2 planes, respectively. In addition to being sensitive to the stoichiometry of oxygen, the properties of YBCO are influenced by the crystallization methods applied. YBCO is a crystalline material, and the best superconductive properties are obtained when crystal grain boundaries are aligned by careful control of annealing and quenching temperature rates. However, these alternative methods still require careful sintering to produce a quality product. New possibilities have arisen since the discovery of trifluoroacetic acid, a source of fluorine that prevents the formation of undesired barium carbonate (BaCO3). This route lowers the temperature necessary to obtain the correct phase at around 700℃. This, together with the lack of dependence on vacuum, makes this method a very promising way to achieve a scalable YBCO bulk.
Bi/CNT composite and resin/CNT were chosen to improve the mechanical properties of $YBa_2Cu_3O_7$(YBCO) superconductor. In order to elucidate the effects of Bi/CNT composite and resin/CNT in YBCO superconductors, melt texture superconductor were impregnated by mixed compound of Bi and CNT into the artificial holes parallel to the c-axis, which were drilled on the YBCO superconductor. Various amount of Bi/CNT and resin/CNT were impregnated to YBCO superconductor with different holes diameters. Typical artificial holes diameters were 0.5, 0.7, and 1.0 mm respectively. Result of three-point bending test measurement, the bending strength with resin/CNT impregnation was improved up to 59.64 MPa as compared with 50.79 MPa of resin/CNT free bulk. Resin/CNT impregnation has been found to be one of the effective ways in improving the mechanical properties of bulk superconductor.
Proceedings of the Korea Institute of Applied Superconductivity and Cryogenics Conference
/
2001.02a
/
pp.76-79
/
2001
The heater-triggered switching system for charging of a high temperature superconductor(HTS) is prepared by simulation and investigated its characteristic by experiment. heater-triggered switching system consists of two nickel-chrome alloy heater, an electromagnet and YBCO bulk HTS. There are three important parameters to generate the pumping-current in this system. The timing sequential control of two heters and electromagnet is an important factor to generate pumping-current in the YBCO bulk HTS. Thermal analysis of the switching part in YBCO bulk HTS according to the heater input current was carried out. Electromagnet of 0.6[T] and DC heater input current of 2.3[A] were optimally derived. In this experiment, the maximum pumping current is reaches about 12[A].
The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers B
/
v.52
no.6
/
pp.286-290
/
2003
The high temperature superconducting bulk can be used as the bearing of induction motors. This paper presents the fabrication and test results of an induction motor with superconducting bearings using HTS bulks. The bearing had eight hexahedron type YBCO bulks. Height, width and thickness of the HTS bulk were 30mm, 30mm and 10mm, respectively. Single phase induction motor was used to drive the shaft made of aluminum and the rotor of a conventional induction motor. To estimate the performance of the HTS bulk magnetic bearing, no load test, load test and Impact test were carried out. Load tests were performed by using air resistance caused by the shaft-mounted thin cylinder with buckets. Impact tests by axial direction and vertical direction impact showed that the vibration of the shaft gradually decayed. The induction motor with HTS bulk magnetic bearing rotated silently and smoothly throughout the tests. According to the test results, conventional bearings can be replaced with superconducting magnetic bearings made of HTS bulks.
Kim, Kwang-Mo;Park, Soon-Dong;Jun, Byung-Hyuk;Ko, Tae-Kuk;Kim, Chan-Joong
Progress in Superconductivity and Cryogenics
/
v.14
no.3
/
pp.1-4
/
2012
Effects of artificial holes on the cooling efficiency of single grain YBCO bulk superconductors were studied. Single grain YBCO bulk superconductors without artificial holes, with six 2.4 mm holes and six holes filled with Bi-Pb-Cd-Sn metal solder were fabricated by a top-seeded melt growth process for powder compacts with/without holes. Simulation for the cooling rate to a liquid nitrogen temperature (77 K) of YBCO samples was carried out using a finite element method (FEM) and the results are compared with the actual cooling rates of samples in liquid nitrogen. The simulated cooling times for the YBCO sample without holes, with six holes and with six holes filled with the metal solder were 80, 47 and 75 sec. respectively, which are similar to the actual cooling times of 84, 52 and 78 sec. estimated for the same samples cooled in liquid nitrogen. The shorter cooling time of the sample with artificial holes are attributed to the increased surface areas associated with the presence of artificial holes. The metal filling into the holes did not give any remarkable effect on the cooling efficiency.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.