Il presente lavoro si propone di identificare gli aspetti e le principali problematiche di utilizzo di nastri superconduttori multistrato di seconda generazione impiegati in dispositivi per le reti elettriche, quali, ad esempio limitatori di corrente di corto circuito resistivi (R-SFCL, Resistive Superconducting Fault Current Limiter), in fase di realizzazione prototipale nel Laboratorio Superconduttori di RSE. E’ stato svolto come principalmente come ricerca bibliografica, della quale, in questo rapporto, si riportano e si esemplificano i risultati più comunemente riscontrati in studi effettuati da università, istituti di ricerca e produttori.

Le maggiori criticità emerse consistono in delaminazione ed altri fenomeni di degrado del nastro al suo passaggio alle temperature criogeniche di utilizzo, imputabili alle diverse contrazioni termiche ed a stress e deformazioni di natura termomeccanica, queste ultime di difficile valutazione sia teorica che sperimentale.

Si riportano inoltre i risultati di controlli non distruttivi preliminari mediante radiografia a raggi X (RX) e indagini microstrutturali in microscopia elettronica a scansione eseguiti in RSE su tali nastri, svolti allo scopo di verificarne l’architettura e l’eventuale presenza di particolari microstrutturali non dichiarati dal produttore. Tali indagini rivelano: 1) non trascurabili disomogeneità costruttive nel nastro tal quale, che comunque non inficiano il valore di corrente critica dichiarato, 2) marcata tendenza a delaminazione inter- ed intra-strato.

Per quanto riguarda il loro impiego per la realizzazione, in particolare, di dispositivi prototipali di limitatori di corrente ma anche di sistemi di accumulo e magneti, si sono esaminati anche dati di letteratura riguardanti il possibile ruolo di impregnanti, substrati e strati stabilizzatori nelle prestazioni elettriche dei nastri e nei fenomeni di degrado in condizioni operative. Viene poi fornita una panoramica sulle leghe saldanti ed i metodi di saldatura, con i relativi valori di resistenza di giunto. Quest’ultimo aspetto è stato indagato alla luce della necessità di realizzare giunzioni su nastri di lunghezze considerevoli previste nei dispositivi anche prototipali (diverse decine o centinaia di metri).

Si conclude il lavoro confermando la necessità di approfondire lo studio degli stress e delle deformazioni termomeccaniche in gioco che interessano il nastro a temperature criogeniche e proponendo la misura sperimentale di tali deformazioni sia mediante opportuni strain gauge criogenici e/o sensori in fibra ottica a reticolo di Bragg applicati a nastri lineari e ad avvolgimenti.