High-temperature superconductors such as REBa2Cu3O7 − δ (REBCO, RE = rare earth) enable high-current cables and high-field magnets. By removing the turn-to-turn insulation in a magnet application, recent experiments demonstrated that REBCO magnets can self-protect against catastrophic damage during a superconducting-to-normal transition (quench), i.e., when the stored magnetic energy rapidly converts to heat. The current can bypass the hot spot during a quench, thereby reducing the localized heat dissipation. The removal of the insulation between turns, however, leads to excessive eddy currents during current ramping, thereby forcing a much-prolonged magnet charging time. To address this issue, we investigate vanadium oxide (VOx) coatings as a temperature-dependent self-switching medium that automatically manages current sharing. VOx coatings (with 1.70 ≤ × ≤ to 2.07) were deposited by reactive cathodic arc deposition, initially on insulating glass to determine the electrical properties, and later on commercial REBCO tapes. The coatings are x-ray amorphous but with a short-range crystalline ordering according to Raman spectrometry. The resistivity of VOx decreased by at least three orders of magnitude when the temperature increased from 80 to 300 K. The coating process is compatible with commercial REBCO tapes as evidenced by the negligible change in the critical current caused by the coating process. The results from current sharing experiments and circuit analysis suggest that the VOx coating can effectively self-regulate current sharing in REBCO magnets, suppress excessive eddy currents, and enable self-protection during quenches.

中文翻译：

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用于自调节高温超导电缆和磁铁中的电流共享的氧化钒涂层

高温超导体如 REBa2Cu3O7 − δ (REBCO, RE = 稀土) 使大电流电缆和高场磁铁成为可能。通过去除磁铁应用中的匝间绝缘，最近的实验表明，REBCO 磁体可以在超导到正常转变（淬火）期间自我保护免受灾难性损坏，即当存储的磁能迅速转化为热量时. 电流可以在淬火过程中绕过热点，从而减少局部散热。然而，匝间绝缘的去除会导致在电流斜坡期间产生过多的涡流，从而迫使磁体充电时间延长很多。为了解决这个问题，我们研究了氧化钒 (VOx) 涂层作为自动管理电流共享的温度相关自开关介质。VOx 涂层（1.70 ≤ × ≤ 至 2.07）通过反应性阴极电弧沉积进行沉积，最初是在绝缘玻璃上确定电性能，然后是商业 REBCO 胶带。根据拉曼光谱，涂层是 X 射线无定形的，但具有短程结晶有序性。当温度从 80 K 增加到 300 K 时，VOx 的电阻率至少降低了三个数量级。涂层工艺与商业 REBCO 胶带兼容，这由涂层工艺引起的临界电流的可忽略变化证明。均流实验和电路分析的结果表明，VOx 涂层可以有效地自调节 REBCO 磁体中的均流，抑制过大的涡流，并在失超期间实现自我保护。07) 是通过反应性阴极电弧沉积沉积的，最初是在绝缘玻璃上确定电性能，后来在商业 REBCO 胶带上。根据拉曼光谱，涂层是 X 射线无定形的，但具有短程结晶有序性。当温度从 80 K 增加到 300 K 时，VOx 的电阻率至少降低了三个数量级。涂层工艺与商业 REBCO 胶带兼容，这由涂层工艺引起的临界电流的可忽略变化证明。均流实验和电路分析的结果表明，VOx 涂层可以有效地自调节 REBCO 磁体中的均流，抑制过大的涡流，并在失超期间实现自我保护。07) 是通过反应性阴极电弧沉积沉积的，最初是在绝缘玻璃上确定电性能，后来在商业 REBCO 胶带上。根据拉曼光谱，涂层是 X 射线无定形的，但具有短程结晶有序性。当温度从 80 K 增加到 300 K 时，VOx 的电阻率至少降低了三个数量级。涂层工艺与商业 REBCO 胶带兼容，这由涂层工艺引起的临界电流的可忽略变化证明。均流实验和电路分析的结果表明，VOx 涂层可以有效地自调节 REBCO 磁体中的均流，抑制过大的涡流，并在失超期间实现自我保护。最初是在绝缘玻璃上确定电气特性，后来在商业 REBCO 胶带上。根据拉曼光谱，涂层是 X 射线无定形的，但具有短程结晶有序性。当温度从 80 K 增加到 300 K 时，VOx 的电阻率至少降低了三个数量级。涂层工艺与商业 REBCO 胶带兼容，这由涂层工艺引起的临界电流的可忽略变化证明。均流实验和电路分析的结果表明，VOx 涂层可以有效地自调节 REBCO 磁体中的均流，抑制过大的涡流，并在失超期间实现自我保护。最初是在绝缘玻璃上确定电气特性，后来在商业 REBCO 胶带上。根据拉曼光谱，涂层是 X 射线无定形的，但具有短程结晶有序性。当温度从 80 K 增加到 300 K 时，VOx 的电阻率至少降低了三个数量级。涂层工艺与商业 REBCO 胶带兼容，这由涂层工艺引起的临界电流的可忽略变化证明。均流实验和电路分析的结果表明，VOx 涂层可以有效地自调节 REBCO 磁体中的均流，抑制过大的涡流，并在失超期间实现自我保护。根据拉曼光谱，涂层是 X 射线无定形的，但具有短程结晶有序性。当温度从 80 K 增加到 300 K 时，VOx 的电阻率至少降低了三个数量级。涂层工艺与商业 REBCO 胶带兼容，这由涂层工艺引起的临界电流的可忽略变化证明。均流实验和电路分析的结果表明，VOx 涂层可以有效地自调节 REBCO 磁体中的均流，抑制过大的涡流，并在失超期间实现自我保护。根据拉曼光谱，涂层是 X 射线无定形的，但具有短程结晶有序性。当温度从 80 K 增加到 300 K 时，VOx 的电阻率至少降低了三个数量级。涂层工艺与商业 REBCO 胶带兼容，这由涂层工艺引起的临界电流的可忽略变化证明。均流实验和电路分析的结果表明，VOx 涂层可以有效地自调节 REBCO 磁体中的均流，抑制过大的涡流，并在失超期间实现自我保护。涂层工艺与商用 REBCO 胶带兼容，涂层工艺引起的临界电流变化可忽略不计。均流实验和电路分析的结果表明，VOx 涂层可以有效地自调节 REBCO 磁体中的均流，抑制过大的涡流，并在失超期间实现自我保护。涂层工艺与商用 REBCO 胶带兼容，涂层工艺引起的临界电流变化可忽略不计。均流实验和电路分析的结果表明，VOx 涂层可以有效地自调节 REBCO 磁体中的均流，抑制过大的涡流，并在失超期间实现自我保护。