06/C327

Optimización de propiedades superconductoras de MgB2.
Optimization of MgB2 superconducting properties.

Director: SERQUIS, Adriana Cristina
Correo Electrónico: aserquis@cab.cnea.gov.ar

Integrantes: SERRANO, Germán; MALACHEVSKY, María Teresa; MORALES ARIAS, Juan Pablo; SCERBO, Ernesto; COTARO, Carlos; PASQUINI, Gabriela; CIVALE, Leonardo; RODRIGUES, Durval.

Resumen Técnico: Se propone realizar la síntesis  y caracterización de materiales superconductores basados en MgB2. Continuando con la experiencia adquirida en la preparación de muestras cerámicas con diferentes tipos de sustituciones químicas (SiC,  nanotubos de C y otros) se buscará ahora probar con nuevos tipos de sustituciones o adiciones que permitan optimizar las propiedades a mayores temperaturas de operación y menores campos magnéticos (Ej: T > 20 K y H=1-2T), necesarios para la operación de imanes en sistemas médicos  de  Imágenes por Resonancia Magnética, conocidos como MRI. Las sustituciones utilizadas deben generar defectos nanométricos y pueden estar basadas en otros diboruros que se han comenzado a estudiar o compuestos de Ca y C. Se realizará la caracterización microstructural (a partir de microscopía y difracción de Rayos X) y su correlación con la densidad de corriente crítica, parámetro especialmente importante para aplicaciones, determinando si los defectos presentes en las muestras son centros de anclaje efectivos para los vórtices Con mediciones de transporte se busca determinar el efecto de las sustituciones en el campo crítico superior (Hc2) e irreversible (Hirr). Se continuará con el análisis de los datos obtenidos con el modelo propuesto para un superconductor con dos gaps en el límite sucio en muestras con distintos dopajes. También se propone continuar la fabricaron cables y cintas de MgB2 con las sustituciones químicas que resulten más efectivas, para luego avanzar con la fabricación de bobinas que permitan realizar los primeros prototipos. Paralelamente, se buscará desarrollar la fabricación de uniones superconductoras para el uso de los imanes en modo persistente.

Summary: The purpose of this project is the synthesis and characterization of superconducting materials based in MgB2.  From the previous experience with different kind of chemical substitutions on MgB2 bulk samples (i.e. SiC, carbon nanotubes, etc), we will continue with the exploration of new type of substitutions that allow the optimization of properties at higher temperatures and moderated fields (Eg: T > 20 K y H=1-2T) necessaries for medical MRI operation. The proposed substitutions must generate nanometric size deffects and may be based on other diborures or combinated Ca and C compounds.  The microstructural characterization (using electron microscopy and X-ray diffraction) will be correlated with the superconducting properties to determine if the created defects are effective for vortex pinning. Transport measurements will be performed with the aim to establish the substitutions effect in the upper critical (Hc2) and irreversible (Hirr) fields. We will continue with the data analysis using a model for a dirty two-gap superconductor. We will also continue with the fabrication of MgB2 wires and tapes using the most successful doping compositions obtained, searching a magnet design that allow a prototype fabrication. The development of superconducting joints are also necessary for persistant operation mode.