NbTi-suprajohtimen muutosvyöhykkeen analysointi resistiivisyyttä mittaamalla

Abstract

Suprajohtimien tärkein kaupallinen sovelluskohde on magneettikuvauslaitteistojen suprajohdinmagneetit. Ylivoimaisesti suurin osa magneettien johtimista valmistetaan niobititaanista. Valmistusmäärien kasvaessa tuotantotehokkuus ja raaka-aineiden mahdollisimman täysi hyödyntäminen korostuvat. Valmistusprosessin tuottavuus ja saanto on oltava tuotteen laatua vaarantamatta parempi kuin kilpailijoilla. Kuumapursotus on eräs NbTi-suprajohtimen valmistusvaihe, jossa tuotteen molempiin päihin syntyvän epäkurantin osuuden, ns. muutosvyöhykkeen, taloudellinen ja tehokas poistaminen on kilpailukyvyn kannalta tärkeää. Liian suuret poistot huonontavat saantoa ja aiheuttavat näin ollen ylimääräisiä kustannuksia. Liian pienet poistot taas teettävät turhaa työtä ja aiheuttavat mahdollisia laatuongelmia. Muutosvyöhykkeen poistot on määritelty gravimetrisesti tehtävillä testeillä, jotka ovat vieneet paljon aikaa ja resursseja sekä ovat välillä aiheuttaneet liian suuria yksittäisiä poistoja. Tässä työssä suunniteltiin ja toteutettiin suprajohtimen muutosvyöhykkeen analysointiin ja poistoon laitteisto, joka toimii langan resistiivisyyttä mittaamalla. Kyseisellä menetelmällä on mahdollista tutkia ainetta rikkomatta muutosvyöhykkeen tilaa reaaliajassa. Laitteistoon toteutettiin myös mittausohjelmisto käyttämällä LabVIEW-ohjelmointiympäristöä. Mittausohjelmistosta pyrittiin tekemään mahdollisimman helppokäyttöinen ja vähällä perehdytyksellä omaksuttava. Laitteisto otettiin nopeasti tuotantokäyttöön ja aiemmin keskeneräisille tuotteille tehdyistä gravimetrisista mittauksista on luovuttu kokonaan. Järjestelmän tarkkuus on osoitettu olevan lähes gravimetrisen mittauksen tasoa, mutta reaaliaikainen muutosvyöhykkeen tarkkailu tekee siitä saannon kannalta ylivoimaisen verrattuna aikaisempaan käytäntöön. /Kir11