佛罗里达州立大学特里莎·拉德洛维奇 阿比奥拉·特米达约·奥洛耶(左)，五年级博士生，是《超导科学与技术》杂志上发表的一项研究的主要作者，他与FAMU-FSU工程学院的机械工程副教授和该项研究的首席研究员福米塔科·卡梅塔尼一起在电子显微镜下观察
学分:马克·沃勒海泽/FAMU-FSU工程学院 佛罗里达州立大学的研究人员发现了一种改善用作高温超导体的电线性能的新方法，这一发现有可能为新一代粒子加速器提供动力
铋-2212，铋基超导导线的图像
(马克·沃勒海泽/FAMU-FSU工程学院)研究人员使用高分辨率扫描电子显微镜来了解加工方法如何影响铋基超导导线(称为铋-2212)中的晶粒
这些颗粒形成了高温超导体的底层结构，科学家们在原子尺度上观察铋-2212颗粒，成功地优化了它们的排列，使这种材料在传输超导电流或超电流时更加有效
他们的工作发表在《超导科学与技术》杂志上
研究人员发现，单个颗粒具有长的矩形形状，它们的长边与金属丝指向同一轴线——这就是所谓的双轴结构
它们沿着金属丝的路径以圆形图案排列，因此方向仅在非常小的范围内是明显的
这两种性质共同赋予了Bi-2212晶粒一种准双轴织构，这种织构被证明是超电流流的理想构型
“通过了解如何优化这些颗粒的结构，我们可以以最有效的方式制造携带更高电流的高温超导圆形导线，”FAMU-FSU工程学院的博士生、国家强磁场实验室的研究员、该论文的主要作者阿比奥拉·特米达约·奥洛耶说
与铜等传统导体不同，超导体可以以极高的效率传输电能，因为电子在超导导线中传输时不会遇到摩擦
Bi-2212导线属于新一代高磁场超导体，用于制造超导磁体，这是世界各地实验室进行科学研究的重要工具，包括研究人员团队进行实验的国家高磁场实验室
铋-2212，铋基超导导线的图像
学分:马克·沃勒海泽/FAMU-FSU工程学院 像铋-2212这样的高温超导体可以在比低温超导体(LTS)高得多的磁场中传导电流，并且是欧洲核研究组织(CERN)大型强子对撞机上更强大的粒子加速器设计的关键部分
“我们优化了Bi-2212圆形导线，以承载更多的电流，同时牢记实验室和制造商之间的规模差异，”奥洛耶说
“我们在实验室开发的工艺必须扩展到制造水平，才能使该技术具有商业可行性，我们在研究中做到了这一点
" FAMU-FSU工程学院的机械工程副教授、磁力实验室研究员和该研究的主要研究者Fumitake Kametani先前所做的工作表明了Bi-2212圆导线中的准双轴织构对于电流的重要性
本文延续了这一前提，并论证了实现最佳准双轴织构所需的因素
“所使用的显微结构特征在分析铋-2212圆导线的晶体结构方面是独一无二的，”卡梅塔尼说
“该技术通常用于分析金属和合金，我们对其进行了改造，开发了新的样品制备方法，以进一步优化铋-2212高温超导线材技术
" 总体目标是能够在未来的高磁场磁体应用中使用铋-2212圆导线
“由于它是唯一可用的圆导线形式的高温超导体，这种材料可以更容易地取代现有的使用其他材料制成的LTS线的技术，”奥洛叶说
“其他高温超导产品如REBCO和Bi-2223只有磁带形式，这给磁体设计增加了一层复杂性
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