अतिचालक तार

सुपरकंडक्टिंग तार अतिचालकता  सामग्री से बने  बिजली की तारें  हैं। जब उनके संक्रमण तापमान से नीचे ठंडा किया जाता है, तो उनके पास शून्य विद्युत प्रतिरोध होता है। आमतौर पर, पारंपरिक सुपरकंडक्टर्स जैसे नाइओबियम टाइटेनियम का उपयोग किया जाता है, लेकिन YBCO जैसे उच्च तापमान वाले सुपरकंडक्टर्स बाजार में प्रवेश कर रहे हैं।

कॉपर कंडक्टर या एल्यूमीनियम पर सुपरकंडक्टिंग वायर के फायदों में उच्च अधिकतम वर्तमान घनत्व और शून्य शक्ति अपव्यय शामिल हैं। इसके नुकसानों में तारों को सुपरकंडक्टिंग तापमान (अक्सर तरल नाइट्रोजन या तरल हीलियम जैसे क्रायोजेनिक्स की आवश्यकता होती है) के प्रशीतन की लागत शामिल है, तार सुपरकंडक्टिंग चुंबक # चुंबक शमन (सुपरकंडक्टिविटी का अचानक नुकसान), कुछ के निम्न यांत्रिक गुण सुपरकंडक्टर्स, और तार सामग्री और निर्माण की लागत। इसका मुख्य अनुप्रयोग अतिचालक चुम्बकों में है, जिनका उपयोग वैज्ञानिक और चिकित्सा उपकरणों में किया जाता है जहाँ उच्च चुंबकीय क्षेत्र आवश्यक होते हैं।

महत्वपूर्ण पैरामीटर
निर्माण और ऑपरेटिंग तापमान को आम तौर पर अधिकतम करने के लिए चुना जाएगा:
 * महत्वपूर्ण तापमान टीc, वह तापमान जिसके नीचे तार सुपरकंडक्टर बन जाता है
 * गंभीर वर्तमान घनत्व जेc, एक सुपरकंडक्टिंग तार प्रति इकाई क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र में अधिकतम विद्युत प्रवाह ले सकता है (20 kA/cm के साथ उदाहरणों के लिए नीचे चित्र देखें2).

सुपरकंडक्टिंग वायर/टेप/केबल्स में आमतौर पर दो प्रमुख विशेषताएं होती हैं: वर्तमान साझा तापमान टीcs वह तापमान है जिस पर सुपरकंडक्टर के माध्यम से ले जाने वाली धारा भी स्टेबलाइजर के माध्यम से प्रवाहित होने लगती है। हालाँकि, टीcs शमन तापमान (या महत्वपूर्ण तापमान) टी के समान नहीं हैc; पूर्व मामले में, सुपरकंडक्टिविटी का आंशिक नुकसान होता है, जबकि बाद के मामले में, सुपरकंडक्टिविटी पूरी तरह से खो जाती है।
 * अतिचालक यौगिक (आमतौर पर फिलामेंट्स/कोटिंग के रूप में)
 * एक कंडक्शन स्टेबलाइजर, जो सुपरकंडक्टिंग सामग्री में सुपरकंडक्टिविटी (शमन के रूप में जाना जाता है) के नुकसान के मामले में करंट को वहन करता है।

एलटीएस तार
निम्न-तापमान सुपरकंडक्टर (LTS) तार निम्न क्रांतिक तापमान वाले सुपरकंडक्टर से बनाए जाते हैं, जैसे Nb3Sn (नाइओबियम-टिन) और NbTi (नाइओबियम-टाइटेनियम)। अक्सर सुपरकंडक्टर तांबे या एल्यूमीनियम मैट्रिक्स में फिलामेंट के रूप में होता है जो किसी भी कारण से सुपरकंडक्टर के बुझने पर करंट को वहन करता है। सुपरकंडक्टर फिलामेंट्स तार की कुल मात्रा का एक तिहाई हिस्सा बना सकते हैं।

तार ड्राइंग
सामान्य तार खींचने की प्रक्रिया का उपयोग नाइओबियम-टाइटेनियम जैसे निंदनीय मिश्र धातुओं के लिए किया जा सकता है।

भूतल प्रसार
वैनेडियम-गैलियम (वी3गा) सतह प्रसार द्वारा तैयार किया जा सकता है जहां एक ठोस के रूप में उच्च तापमान घटक को अन्य तत्व में तरल या गैस के रूप में स्नान किया जाता है। जब उच्च तापमान प्रसार के दौरान सभी घटक ठोस अवस्था में रहते हैं तो इसे कांस्य प्रक्रिया के रूप में जाना जाता है।

एचटीएस तार
उच्च तापमान सुपरकंडक्टर (एचटीएस) तार उच्च महत्वपूर्ण तापमान (उच्च तापमान सुपरकंडक्टिविटी) वाले सुपरकंडक्टर्स से बने होते हैं, जैसे वाईबीसीओ और बीएससीसीओ।

पाउडर-इन-ट्यूब
पाउडर-इन-ट्यूब (पीआईटी, या ट्यूब में ऑक्साइड पाउडर, ओपीआईटी) प्रक्रिया एक बाहर निकालना प्रक्रिया है जिसका उपयोग अक्सर भंगुर सुपरकंडक्टर सामग्री जैसे नाइओबियम-टिन से विद्युत कंडक्टर बनाने के लिए किया जाता है। या मैग्नीशियम लीक, और बीएससीसीओ जैसे सिरेमिक कप्रेट सुपरकंडक्टर  इसका उपयोग लोहे के निक्टाइड्स के तार बनाने के लिए किया गया है। (PIT का उपयोग yttrium बेरियम कॉपर ऑक्साइड के लिए नहीं किया जाता है क्योंकि इसमें PIT प्रक्रिया में पर्याप्त 'बनावट (क्रिस्टलीय)' (संरेखण) उत्पन्न करने के लिए आवश्यक कमजोर परतें नहीं होती हैं।)

इस प्रक्रिया का उपयोग इसलिए किया जाता है क्योंकि उच्च तापमान वाले सुपरकंडक्टर्स वायर ड्रॉइंग के लिए बहुत भंगुर होते हैं। ट्यूब धातु के होते हैं, अक्सर चांदी के। पाउडर के मिश्रण पर प्रतिक्रिया करने के लिए अक्सर ट्यूबों को गरम किया जाता है। एक बार प्रतिक्रिया करने के बाद ट्यूबों को कभी-कभी टेप-जैसे कंडक्टर बनाने के लिए चपटा किया जाता है। परिणामी तार पारंपरिक धातु के तार जितना लचीला नहीं है, लेकिन कई अनुप्रयोगों के लिए पर्याप्त है।

प्रक्रिया के सीटू और पूर्व सीटू वेरिएंट हैं, साथ ही एक 'डबल कोर' विधि है जो दोनों को जोड़ती है।

लेपित सुपरकंडक्टर टेप या तार
लेपित सुपरकंडक्टर टेप को दूसरी पीढ़ी के सुपरकंडक्टर तार के रूप में जाना जाता है। ये तार लगभग 10 मिमी चौड़ाई और लगभग 100 माइक्रोमीटर मोटाई के धातु टेप के रूप में होते हैं, जो वाईबीसीओ जैसे सुपरकंडक्टर सामग्री के साथ लेपित होते हैं। उच्च-तापमान सुपरकंडक्टर की खोज के कुछ वर्षों बाद | YBCO जैसी उच्च-तापमान सुपरकंडक्टिविटी सामग्री, यह प्रदर्शित किया गया था कि जाली पर उगाई जाने वाली एपिटाक्सी  YBCO पतली फिल्में मैग्नीशियम ऑक्साइड MgO, स्ट्रोंटियम टाइटेनेट (SrTiO) जैसे एकल क्रिस्टल से मेल खाती हैं।3) और नीलम में 10–40 kA/mm का उच्च सुपरक्रिटिकल करंट घनत्व था 2।  हालांकि, एक लंबे टेप के निर्माण के लिए एक जाली-मिलान वाली लचीली सामग्री की आवश्यकता थी। YBCO फिल्में सीधे धातु सब्सट्रेट सामग्री पर जमा होती हैं जो खराब सुपरकंडक्टिंग गुण प्रदर्शित करती हैं। यह प्रदर्शित किया गया था कि धातु सब्सट्रेट पर एक सी-अक्ष उन्मुख यट्रिया-स्थिर ज़िकोनिया (वाईएसजेड) मध्यवर्ती परत उच्च गुणवत्ता वाली वाईबीसीओ फिल्मों का उत्पादन कर सकती है, जिसमें एकल क्रिस्टल सबस्ट्रेट्स पर उत्पादित की तुलना में अभी भी एक से दो ऑर्डर कम महत्वपूर्ण वर्तमान घनत्व था। यह सफलता आयन बीम-सहायता प्राप्त जमाव (IBAD) तकनीक के आविष्कार के साथ आई है, जो धातु के टेपों पर द्विअक्षीय रूप से संरेखित yttria-stabilized zirconia (YSZ) पतली फिल्मों का उत्पादन करती है और रोलिंग-असिस्टेड-बायैक्सियली-टेक्सचर्ड-सब्सट्रेट्स (RABiTS) प्रक्रिया का उत्पादन करती है। थर्मोमैकेनिकली प्रसंस्करण के माध्यम से द्विअक्षीय रूप से बनावट वाले धात्विक सब्सट्रेट। IBAD प्रक्रिया में, द्विअक्षीय-बनावट वाली YSZ फिल्म ने YBCO फिल्मों के एपिटैक्सी विकास के लिए एकल-क्रिस्टल जैसा टेम्पलेट प्रदान किया। इन YBCO फिल्मों ने 1 MA/cm से अधिक का महत्वपूर्ण वर्तमान घनत्व हासिल किया 2। अन्य बफर परतें जैसे सेरियम ऑक्साइड (CeO2 सुपरकंडक्टर फिल्मों के लिए IBAD तकनीक का उपयोग करके मैग्नीशियम ऑक्साइड (MgO) का उत्पादन किया गया। Arendt द्वारा IBAD सबस्ट्रेट्स और प्रौद्योगिकी के विवरण की समीक्षा की गई। एलएमओ-सक्षम IBAD-MgO प्रक्रिया की प्रक्रिया का आविष्कार और विकास ओक रिज नेशनल लेबोरेटरी में किया गया था और इसने 2007 में R&D100 पुरस्कार जीता था। यह एलएमओ-सक्षम सब्सट्रेट प्रक्रिया अब अनिवार्य रूप से आईबीएडी सब्सट्रेट के आधार पर एचएसटी तार के सभी निर्माताओं द्वारा उपयोग की जा रही है। RABiTS सबस्ट्रेट्स में, धात्विक टेम्प्लेट स्वयं द्विअक्षीय-बनावट वाला और Y का हेटेरोपीटैक्सियल बफर लेयर था2O3, वाईएसजेड और सीईओ2 तब धातु के टेम्पलेट पर जमा किया गया था, इसके बाद सुपरकंडक्टर परत के हेटेरेपिटैक्सियल जमाव। गोयल द्वारा RABiTS सबस्ट्रेट्स और प्रौद्योगिकी के विवरण की समीक्षा की गई। 2015 तक YBCO लेपित सुपरकंडक्टर टेप 77 K पर 500 A/cm-चौड़ाई और उच्च चुंबकीय क्षेत्र के तहत 30 K पर 1000 A/cm-चौड़ाई ले जाने में सक्षम हैं।   2021 में YBCO लेपित सुपरकंडक्टर टेप 77 K पर 250 A/cm-चौड़ाई और 20 K पर 2500 A/cm-चौड़ाई ले जाने में सक्षम व्यावसायिक रूप से उत्पादित तारों के लिए रिपोर्ट किए गए थे। 2021 में एक अति-डोप्ड YBCO फिल्म के एक प्रायोगिक प्रदर्शन ने 90 MA/cm की सूचना दी2 5 K और 6 MA/cm पर2 77 K पर 7 T चुंबकीय क्षेत्र में।

धातु कार्बनिक रासायनिक वाष्प जमाव
धातु कार्बनिक रासायनिक वाष्प जमाव (MOCVD) YBCO लेपित कंडक्टर टेप के निर्माण के लिए उपयोग की जाने वाली निक्षेपण प्रक्रियाओं में से एक है। Ignatiev MOCVD बयान के माध्यम से YBCO फिल्मों को जमा करने के लिए उपयोग की जाने वाली MOCVD प्रक्रियाओं का अवलोकन प्रदान करता है।

प्रतिक्रियाशील सह-वाष्पीकरण
दूसरी पीढ़ी के अतिचालक तारों में अतिचालक परत को घटक धातुओं, दुर्लभ-पृथ्वी तत्व, बेरियम और तांबे के तापीय वाष्पीकरण द्वारा भी उगाया जा सकता है। प्रुसेट उच्च गुणवत्ता वाली वाईबीसीओ फिल्मों को जमा करने के लिए उपयोग की जाने वाली थर्मल वाष्पीकरण प्रक्रिया का एक सिंहावलोकन प्रदान करता है।

स्पंदित लेजर निक्षेपण
दूसरी पीढ़ी के अतिचालक तारों में अतिचालक परत को स्पंदित लेजर निक्षेपण (पीएलडी) द्वारा भी विकसित किया जा सकता है। क्रिस्टन उच्च गुणवत्ता वाली YBCO फिल्मों को जमा करने के लिए उपयोग की जाने वाली PLD प्रक्रिया का अवलोकन प्रदान करता है।

मानक
TC90 के तहत सुपरकंडक्टिंग तारों से संबंधित कई IEC ( इंटरनेशनल इलेक्ट्रोटेक्नीकल कमीशन ) मानक हैं।

यह भी देखें

 * नाइओबियम-टाइटेनियम - संभालना आसान, सस्ता, लेकिन इसके लिए एलएचई की आवश्यकता होती है
 * नाइओबियम-टिन - संभालना मुश्किल, उच्च महत्वपूर्ण क्षेत्र, लेकिन इसके लिए एलएचई की आवश्यकता होती है
 * तांबे पहने एल्यूमीनियम तार
 * ग्राफीन के संभावित अनुप्रयोग # कंडक्टिंग वायर | ग्राफीन-क्लैड वायर
 * त्वचा प्रभाव
 * कपरेट सुपरकंडक्टर्स
 * उच्च तापमान अतिचालकता
 * अवशिष्ट-प्रतिरोधकता अनुपात