Изменение электрического сопротивления в металлах, сверхпроводниках в области низких температур. Правила существования сверхпроводимости с валентностью. Зависимость критического поля сверхпроводника от температуры. Использование явления сверхпроводимости.
Особую группу материалов высокой электрической проводимости представляют сверхпроводники. При низких температурах (в настоящее время по крайней мере ниже 18° К) определенные металлы и сплавы приобретают способность проводить ток без сколько-нибудь заметного сопротивления; такие твердые тела называются сверхпроводниками. В таблице 1 приведен список некоторых известных в настоящее время сверхпроводников и температуры перехода их в сверхпроводящее состояние Тк. Переход обычно происходит очень резко: сопротивление падает от своего нормального значения до нуля в интервале порядка 0,05° К. Однако есть металлы и сплавы, у которых электрическое сопротивление при критической температуре резко падает до нуля - материал становится сверхпроводником.Образующиеся при этом кристаллографические модификации (так называемые фазы высокого давления) при охлаждении переходят в сверхпроводящее состояние, хотя при обычных давлениях эти элементы не являются сверхпроводниками. Например, сверхпроводником является модификация TEII, образующаяся при давлении 56 000 атмосфер, BIII (25 тысяч атмосфер, Тк = 3,9 К), BIIII (27 тысяч атмосфер, Тк =7,2 К). Фазы высокого давления GAII и SBII остаются сверхпроводниками и после снятия высокого давления, и при атмосферном давлении критические температуры сверхпроводящего перехода этих фаз равны соответственно 7,2 и 2,6 К. Если же сверхпроводник помещен в магнитное поле при температуре выше критической, то при охлаждении ниже Тк магнитное поле «выталкивается» из сверхпроводника и его индукция в этом случае также равна нулю. В сверхпроводниках I рода с положительной граничной энергией появление нормальных областей энергетически невыгодно, поэтому сверхпроводники I рода остаются полностью в сверхпроводящем состоянии в полях, меньших критического.Использование явления сверхпроводимости открывает широкие возможности в технике. Из всех элементов, способных переходить в сверхпроводящее состояние, ниобий имеет самую высокую критическую температуру перехода 9,17 К (-263,83 °С). Способность сверхпроводников, являющихся диамагнетиками, выталкивать магнитное поле, используют в магнитных насосах, позволяющих генерировать магнитные поля колоссальной напряженности, а также в криогенных гироскопах. Якорь гироскопа, изготовленный из сверхпроводника, «плавает» в магнитном поле. Однако в связи с тем, что магнитное поле разрушает состояние сверхпроводимости, для получения сильных магнитных полей применяются т.н. сверхпроводники II рода, в которых возможно сосуществование сверхпроводимости и магнитного поля.
План
Содержание
1. Явление сверхпроводимости
2. Свойства сверхпроводников
3. Применение сверхпроводников
Список литературы
1. Явление сверхпроводимости
Список литературы
1. Лившиц Б.Г., Крапошин В.С., Линецкий Я.Л. Физические свойства металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1980. 320 с.
2. Физическое металловедение. Под ред. Р. Кана, т.1. М.: Издательство «Мир», 1967. 339 с.
3. Материаловедение: уч. для ВУЗОВ. Под ред. Б.Н. Арзамасова. М.: Машиностроение, 1986. 384 с.
4. K. Clark, A. Hassanien, S. Khan, K.-F. Braun, H. Tanaka, S.-W. Hla. Superconductivity in just four pairs of (BETS)2GACL4 molecules // Nature Nanotechnology. V. 5. P. 261-265, 2010. Перевод Ю. Ерин.
Размещено на .ru
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
