Forming process of superconducting wires - Experimental and numerical studies

• Auteur / Autrice : Arnaud Noël Denis Allais
• Direction : Pierre Montmitonnet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et génie des matériaux
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Paris, ENMP

Mots clés

Mots clés contrôlés

Écrouissage

Forgeage

Fil métallique

Supraconducteurs

Mots clés libres

Supraconducteur

Poudre

Compressible

Bscco

Mise en forme

Ecrouissage

Composite

Instabilité

Résumé

Les supraconducteurs céramiques BSCCO utilisables à 77K ont atteint le seuil de maturité industrielle permettant le développement d’applications électrotechniques encore plus performantes. Reste que la fabrication de fils supraconducteurs Argent-BSCCO se heurte à des instabilités de mise en forme, le sausaging, rompant la continuité des canaux supraconducteurs et ruinant les propriétés attendues. Les approches expérimentale et numérique ont permis de cerner le mode de déformation de la poudre de céramique dans son enveloppe métallique lors des étirages et laminages successifs. L’analyse de la production a révélé des phénomènes que le modèle compressible de la poudre et sa loi d’écoulement associée ont expliqué. L’approche numérique a nécessité l’intégration d’une loi de comportement compressible écrouissable dans le logiciel LAM3. L’identification des étapes critiques et l’analyses de phénomènes a guidé le choix des outils, des modes de lubrification et des taux de réduction par passe.

The ceramic superconductors BSCCO usable at 77K have reached the industrial maturity to develop applications for more efficient electrical engineering. The defect rate during production of superconducting composite wire Silver-BSCCO is due to instabilities, called sausaging, during the forming process , which breaks the ceramic channel continuity and destroys the required properties. The experimental and numerical approaches have shown how the ceramic powder accommodates the deformation inside the metallic envelop during the successive drawing and rolling steps. The phenomena discovered during the analysis of the production have been explained by the compressible model and the associated flow rules. The numerical approaches has needed the integration of the elastoplatic compressible law with softening-hardening in the software LAM3. The identification of the critical steps and the analysis of the phenomena have guided the choice of tools, lubrication modes and reductions per pass.