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Auteur(s)
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Yves BRUNET : Professeur à l’Institut National Polytechnique de Grenoble (CNRS) - Centre de Recherches sur les Très Basses Températures (CRTBT)
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Lire l’articleINTRODUCTION
La première partie de l’article regroupe les principales constantes et les principaux termes physiques qui apparaissent dans les théories et permettent de définir les propriétés des supraconducteurs et précise un certain nombre de notions liées aux caractéristiques technologiques des matériaux supraconducteurs.
La seconde partie regroupe les principales données des corps supraconducteurs sous forme de tableaux récapitulatifs (tableaux 1 à 14) ou de courbes typiques (figures 1 à 13).
Le lecteur pourra trouver des informations théoriques et techniques sur les supraconducteurs dans les traités Sciences fondamentales, Génie électrique et Électronique.
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2. Caractéristiques technologiques
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Structure des matériaux supraconducteurs : les supraconducteurs existent sous la forme de corps purs ou de composés (alliages, oxydes, composés organiques, etc.).
Exemple-
structure A-15 : structure cristalline de type Nb3Sn ;
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structure B-1 : structure de type NaCl rencontrée pour NbN par exemple ;
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phase de laves : structure de types AB2 comme Hf V2 ;
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phase de Chevrel : composés de type X Mo6Y 8 formés d’un ion-cluster Mo6Y 8 et d’un ion X métallique comme Pb, Sn, et où Y est un chalcogène (S, Se, Te) ;
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perovskite : oxyde supraconducteur de structure ABO3 (exemple : YBaCuO) où les ions oxygène forment une structure octaédrale, conduisant à une forte anisotropie et à une structure à caractère bidimensionnel.
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Conducteurs supraconducteurs : pour transporter du courant, les supraconducteurs doivent être assemblés et protégés des perturbations afin d’avoir un fonctionnement stable ; ils se présentent sous forme de composites, de rubans ou de couches minces.
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Stabilisant : enrobage des filaments supraconducteurs, avec du Cu ou du CuNi par exemple, sous forme d’une matrice qui protège le matériau supraconducteur des perturbations électriques, magnétiques, mécaniques ou thermiques.
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Conducteur composite multifilamentaire : conducteur dont la structure est constituée d’un grand nombre de filaments supraconducteurs (de quelques micromètres pour les conducteurs continus à plusieurs dizaines de milliers de filaments et de moins de 0,1 µm pour les conducteurs alternatifs) noyés dans une matrice normale.
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Processus de fabrication : les matériaux et les conducteurs supraconducteurs demandent des techniques complexes de fabrication pour obtenir des propriétés intéressantes (température critique, courant critique, champ critique, stabilité) : métallurgie des poudres pour Nb3Sn et pour les oxydes supraconducteurs, diffusion pour Nb3Sn ou pour V3Ga, infiltration pour Nb3Sn ou pour Nb3Al.
Pour réaliser des conducteurs, plusieurs traitements thermiques et métallurgiques sont indispensables...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - KITTEL (C.) - Physique de l’état solide. - Chap. 12, Dunod (1983).
-
(2) - MESERVEY (R.), SCHWARTZ (B.B.) - Equilibrium properties : comparison of experimental results with predictions of the BCS theory. - Dans PARKS (R.D.). Superconductivity. Dekker Ed., p. 117 (1969).
-
(3) - GLADSTONE (G.), JENSEN (M.A.), SCHRIEFFER (J.R.) - Superconductivity in the transition metals : theory and experiment. - Dans PARKS (R.D.). Superconductivity. Dekker Ed., p. 665 (1969).
-
(4) - FETTER (A.L.), HOHENBERG (P.C.) - Theory of type II superconductors. - Dans PARKS (R.D.). Superconductivity. Dekker Ed., p. 817 (1969).
-
(5) - SERIN (B.) - Type II superconductors : experiments. - Dans PARKS (R.D.). Superconductivity. Dekker Ed., p. 925 (1969).
-
(6) - WOLF (S.A.), KRESIN (V.Z.) - Organics vs cuprate : why is Tc still...
ANNEXES
Banques de données INSPEC-PASCAL par accès serveur ESA, par Minitel ou Transpac : (36 13 ou 36 21) 175000394.
CNRS.
CEA.
Club CRIN CRyogénie et Supraconductivité (association ECRIN).
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