Niobium–tin
নিওবিয়াম-টিন হল নিওবিয়াম (এনবি) এবং টিনের (এসএন) একটি আন্তঃ-ধাতব যৌগ, যা শিল্পক্ষেত্রে টাইপ-2 অতিপরিবাহী হিসাবে ব্যবহৃত হয়। এই আন্তঃ-ধাতব যৌগের একটি সহজ কাঠামো রয়েছেঃ এ3বি। এটি নাইওবিয়াম-টাইটানিয়ামের (এন. বি. টি. আই) চেয়ে বেশি ব্যয়বহুল, তবে এন. বি. টি. আই-এর জন্য প্রায় 15 টি-এর সীমার তুলনায় চৌম্বকীয় প্রবাহের ঘনত্ব পর্যন্ত অতিপরিবাহী থাকে। 1954 সালে এন. বি. 3. এস. এন একটি অতিপরিবাহী হিসাবে আবিষ্কৃত হয়। উচ্চ স্রোত এবং চৌম্বক ক্ষেত্রকে সমর্থন করার জন্য উপাদানটির ক্ষমতা 1961 সালে আবিষ্কৃত হয় এবং অতিপরিবাহীর বড় আকারের প্রয়োগের যুগ শুরু হয়। সমালোচনামূলক তাপমাত্রা হল। প্রয়োগের তাপমাত্রা সাধারণত বায়ুমণ্ডলীয় চাপে তরল হিলিয়ামের স্ফুটনাঙ্কের কাছাকাছি থাকে। 2008 সালের এপ্রিলে 12 টি এবং 4.2 কে-তে 2,643 এ. এম. এম.-2-এর রেকর্ড অ-তামা তড়িৎপ্রবাহের ঘনত্ব দাবি করা হয়েছিল। ইতিহাস এন. বি. 3. এস. এন 1954 সালে একটি অতিপরিবাহী হিসাবে আবিষ্কৃত হয়েছিল, ভি. 3. সি আবিষ্কারের এক বছর পরে, যা একটি এ. 3. বি অতিপরিবাহীর প্রথম উদাহরণ। 1961 সালে এটি আবিষ্কৃত হয় যে নাইওবিয়াম-টিন এখনও বড় স্রোত এবং শক্তিশালী চৌম্বক ক্ষেত্রগুলিতে অতিপরিবাহীতা প্রদর্শন করে, এইভাবে দরকারী উচ্চ-শক্তির চুম্বক এবং বৈদ্যুতিক শক্তি যন্ত্রপাতি তৈরির জন্য প্রয়োজনীয় উচ্চ স্রোত এবং ক্ষেত্রগুলিকে সমর্থন করার জন্য প্রথম পরিচিত উপাদান হয়ে ওঠে। উল্লেখযোগ্য ব্যবহার পরিকল্পিত পরীক্ষামূলক আইটিইআর ফিউশন চুল্লির জন্য কেন্দ্রীয় সোলনয়েড এবং টরয়েডাল ক্ষেত্রের অতিপরিবাহী চুম্বকগুলি অতিপরিবাহী হিসাবে নাইওবিয়াম-টিন ব্যবহার করে। কেন্দ্রীয় সোলিনয়েড কুণ্ডলী একটি ক্ষেত্র তৈরি করবে। টরয়েডাল ফিল্ড কয়েলগুলি সর্বোচ্চ 11.8 টন ক্ষেত্রে কাজ করবে। আনুমানিক ব্যবহার হবে এন. বি. 3. এস. এন স্ট্র্যান্ড এবং 250 মেট্রিক টন এন. বি. টি. আই স্ট্র্যান্ড। সিইআরএন-এর লার্জ হ্যাড্রন কোলাইডারে, 2018 সালের শেষের দিকে এবং 2020 সালের গোড়ার দিকে অ্যাক্সিলারেটরের মূল পয়েন্টগুলিতে নাইওবিয়াম-টিন দিয়ে তৈরি অতিরিক্ত শক্তিশালী চতুর্ভুজ চুম্বক (ফোকাসিং বিমের জন্য) স্থাপন করা হচ্ছে। নিওবিয়াম টিনের প্রস্তাব 1986 সালে নিওবিয়াম-টাইটানিয়ামের বিকল্প হিসাবে করা হয়েছিল, কারণ এটি অতিপ্রবাহী হিলিয়ামের তুলনায় কম জটিল কুল্যান্টগুলিকে অনুমতি দেয়, তবে তৎকালীন পরিকল্পিত মার্কিন নেতৃত্বাধীন সুপারকন্ডাক্টিং সুপার কোলাইডারের সাথে প্রতিযোগিতা করার সময় বিলম্ব এড়ানোর জন্য এটি অনুসরণ করা হয়নি। যৌগিক তারের যান্ত্রিকভাবে, এন. বি. 3. এস. এন অত্যন্ত ভঙ্গুর এবং তাই সহজেই একটি তারের মধ্যে টানা যায় না, যা ঘূর্ণায়মান অতিপরিবাহী চুম্বকের জন্য প্রয়োজনীয়। এটি কাটিয়ে উঠতে, তারের নির্মাতারা সাধারণত নমনীয় অগ্রদূতযুক্ত যৌগিক তারগুলি টেনে আনেন। "অভ্যন্তরীণ টিন" প্রক্রিয়ায় এনবি, কিউ এবং এসএন-এর পৃথক মিশ্র ধাতু রয়েছে। "ব্রোঞ্জ" প্রক্রিয়ায় একটি তামার টিন ব্রোঞ্জ ম্যাট্রিক্সে এনবি থাকে। উভয় প্রক্রিয়ার সাথে স্ট্র্যান্ডটি সাধারণত চূড়ান্ত আকারে টানা হয় এবং তাপ চিকিত্সার আগে একটি সোলনয়েড বা তারের মধ্যে কুণ্ডলী করা হয়। শুধুমাত্র তাপ চিকিত্সার সময়ই এস. এন. এন. বি-এর সাথে বিক্রিয়া করে ভঙ্গুর, অতিপরিবাহী নাইওবিয়াম-টিন যৌগ গঠন করে। পাউডার-ইন-টিউব প্রক্রিয়াটিও ব্যবহার করা হয়। আধুনিক এন. এম. আর চুম্বকের উচ্চ ক্ষেত্রের অংশটি নাইওবিয়াম-টিন তার দিয়ে গঠিত। একটি চুম্বকের অভ্যন্তরে তারগুলি উচ্চ লরেঞ্জ বলের পাশাপাশি শীতল করার সময় তাপীয় চাপের শিকার হয়। নাইওবিয়াম টিনের যে কোনও স্ট্রেন উপাদানটির অতিপরিবাহী কার্যকারিতা হ্রাস করে এবং ভঙ্গুর উপাদানটিকে ভেঙে দিতে পারে। এই কারণে, তারগুলি যতটা সম্ভব শক্ত হতে হবে। নিওবিয়াম টিনের ইয়ং-এর মডুলাস ঘরের তাপমাত্রায় প্রায় 140 জিপিএ। যাইহোক, যখন উপাদানটি নীচে শীতল করা হয় তখন কঠোরতা 50 জিপিএ-তে নেমে আসে। তাই প্রকৌশলীদের অবশ্যই উপাদানের শক্তি উন্নত করার উপায় খুঁজে বের করতে হবে। মজবুতকারী তন্তুগুলি প্রায়শই তাদের কঠোরতা বাড়ানোর জন্য যৌগিক নাইওবিয়াম টিনের তারগুলিতে অন্তর্ভুক্ত করা হয়। সাধারণ শক্তিশালীকরণ উপকরণগুলির মধ্যে রয়েছে ইনকনেল, স্টেইনলেস স্টিল, মলিবডেনাম এবং ট্যানটালাম কারণ ক্রায়োজেনিক তাপমাত্রায় তাদের উচ্চ কঠোরতা। যেহেতু ম্যাট্রিক্স, ফাইবার এবং নাইওবিয়াম টিনের তাপীয় সম্প্রসারণ সহগগুলি সমস্তই ভিন্ন, তাই তারটি অ্যানিল করার পরে এবং অপারেটিং তাপমাত্রা পর্যন্ত শীতল করার পরে উল্লেখযোগ্য পরিমাণে স্ট্রেন তৈরি করা যেতে পারে। এই স্ট্রেনকে তারের প্রাক-স্ট্রেন বলা হয়। যেহেতু নাইওবিয়াম টিনের যে কোনও স্ট্রেন সাধারণত উপাদানটির অতিপরিবাহী কার্যকারিতা হ্রাস করে, তাই এই মানটি হ্রাস করার জন্য উপকরণগুলির একটি যথাযথ সংমিশ্রণ ব্যবহার করা আবশ্যক। একটি যৌগিক তারের প্রাক-স্ট্রেন সূত্র দ্বারা গণনা করা যেতে পারে যেখানে εm হল প্রাক-স্ট্রেন, αL/Lc এবং αL/Lf যথাক্রমে নাইওবিয়াম টিনের নালীর তাপীয় সম্প্রসারণ এবং শক্তিশালীকরণ ফাইবারের কারণে দৈর্ঘ্যের পরিবর্তন; Vc, Vf, Vsu, এবং Vbz হল নালী, ফাইবার, তামা এবং ব্রোঞ্জের আয়তনের ভগ্নাংশ; σsu, y, এবং σbz, y হল তামা এবং ব্রোঞ্জের ফলন চাপ; এবং Ec, এবং Ef হল নালী এবং ফাইবারের ইয়ং মডুলাস। যেহেতু তামা এবং ব্রোঞ্জের ম্যাট্রিক্স শীতল হওয়ার সময় প্লাস্টিকভাবে বিকৃত হয়, তাই তারা তাদের ফলন চাপের সমান একটি ধ্রুবক চাপ প্রয়োগ করে। যাইহোক, নালী এবং তন্তু নকশা দ্বারা স্থিতিস্থাপকভাবে বিকৃত হয়। ব্রোঞ্জ প্রক্রিয়া দ্বারা নির্মিত বাণিজ্যিক সুপারকন্ডাক্টরগুলির সাধারণত প্রাক-চাপ মান প্রায় 0.20% থেকে 0.40% থাকে। তথাকথিত স্ট্রেন প্রভাব নিওবিয়াম টিন সহ অনেক উপকরণের অতিপরিবাহী বৈশিষ্ট্য হ্রাস করে। ক্রিটিক্যাল স্ট্রেন, সর্বাধিক অনুমোদিত স্ট্রেন যার উপর অতিপরিবাহীতা হারিয়ে যায়, সূত্র দ্বারা দেওয়া হয় যেখানে εc হল ক্রিটিক্যাল স্ট্রেন, εco হল একটি উপাদান নির্ভর পরামিতি যা নিওবিয়াম টিনের জন্য টেনশনে 1.5 শতাংশের (সংকোচনে-1.8 শতাংশ) সমান, B হল প্রয়োগ করা চৌম্বক ক্ষেত্র এবং Bc2m হল উপাদানটির সর্বোচ্চ উপরের ক্রিটিক্যাল ক্ষেত্র। নাইওবিয়াম টিনের স্ট্রেন স্ফটিক জালিতে টেট্রাগোনাল বিকৃতি ঘটায়, যা ইলেক্ট্রন-ফোনন মিথস্ক্রিয়া বর্ণালীকে পরিবর্তন করে। এটি এ15 স্ফটিক কাঠামোর বিশৃঙ্খলা বৃদ্ধির সমতুল্য। যথেষ্ট উচ্চ স্ট্রেনে, প্রায় 1 শতাংশ, নাইওবিয়াম টিনের নালীতে ফ্র্যাকচার তৈরি হবে এবং তারের বর্তমান বহন ক্ষমতা অপরিবর্তনীয়ভাবে ক্ষতিগ্রস্ত হবে। বেশিরভাগ ক্ষেত্রে, উচ্চ ক্ষেত্রের পরিস্থিতি ব্যতীত, সমালোচনামূলক স্ট্রেনে পৌঁছানোর আগেই নাইওবিয়াম টিনের নালীটি ভেঙে যাবে। বিকাশ এবং ভবিষ্যতের ব্যবহার নাইওবিয়াম-টিনে হাফনিয়াম বা জিরকোনিয়াম যোগ করা একটি চৌম্বক ক্ষেত্রে সর্বাধিক বিদ্যুৎ ঘনত্ব বাড়ায়। এটি সিইআরএন-এর পরিকল্পিত ফিউচার সার্কুলার কোলাইডারের জন্য 16 টেসলায় ব্যবহার করার অনুমতি দিতে পারে। আরও দেখুন নিওবিয়াম-টাইটানিয়াম, এনবি-এসএন রেফারেন্সের চেয়ে বেশি নমনীয় বাহ্যিক লিঙ্ক ইউরোপীয় উন্নত সুপারকন্ডাক্টর সুপারকন্ডাক্টর নিওবিয়াম যৌগ টিন যৌগ ইন্টারমেটালিক্স