초전도 선재
기술(기기)명
초전도 박막선재(Coated conductor)
기술의 개요
세라믹 고온초전도체를 선재화한 것으로 확산방지층과 완충층을 입힌 금속기판위에 초전도층을 코팅한 판상 구조로 되어 있으며 임계전류밀도
1 MA/cm2 이상의 전류를 전기저항에 의한 전력손실 없이 통전할 수 있다.
아울러 초전도 케이블, 모터, 발전기, 변압기, 전기에너지 저장장치 등 대부분의 초전도 응용기기에 적용되고 있다.
기술의 특징
무저항
임계온도 이하에서 낮은 양자상태로 응축된 쿠퍼쌍의 흐름에 의한 전기전달로 전기저항이 전혀 없기 때문에 직류전류를 손실 없이 전송
할 수 있다.
고밀도 전류 수송
액체 질소 온도에서 단위면적(1 cm2)당 손실 없이 흘릴 수 있는 전류가 1 MA이상으로 현존하는 물질 중 최고의 특성을 나타내며 이를
이용하여 초전도 응용기기의 성능을 향상 시킬 수 있다.
저가 냉각
기존의 저온초전도 선재와는 달리 저가의 액체 질소를 이용하여 냉각하므로 냉각비용이 크게 절감되고 아울러 공기 중에서 쉽게 얻을 수
있는 질소를 이용하므로 상용화에 매우 유리하다.
초전도응용기기의 필수 소재
초전도 케이블, 모터, 발전기, 한류기, 변압기, 전기에너지 저장장치 등 대부분의 초전도응용기기에 필수적으로 사용되며 초전도 선재의
성능은 응용기기의 성능을 크게 좌우한다.
기술의 구성
금속기판 기술
세라믹인 초전도체의 유연성 및 기계적 변형에 대한 인성을 부과하기 위하여 얇고 강도가 높은 금속 기판을 제조하고 이를 이용하여 표면을 거울면으로 깨끗하게 가공하는 기술
이축배향 기술
초전도층의 성능향상을 위하여 높은 이축 배향 완충층을 금속기판에 코팅하는 기술, 우수한 이축배향도를 가진 완충층을 빠른 속도로 제조하는 것이 기술의 핵심임.
초전도층 증착 기술
초전도층의 이축배향특성이 우수할수록 높은 전류밀도로 전류를 통전할 수 있기 때문에 초전도 선재의 성능을 결정짓는 가장 핵심 기술임. 자장 중 통전특성 향상을 위하여 인위적으로 자속고정점을 주입하기도 함.
안정화층 생성 기술
통전 중 초전도층의 퀜치가 발생할 경우 전류의 우회를 위한 것과 기계적 강도 향상을 위하여 금속층을 덧 입하는 기술.
개발 동향 및 수준