Deprecated: mysql_escape_string(): This function is deprecated; use mysql_real_escape_string() instead. in /var/www/unes92/data/www/mozzo.ru/engine/classes/mysqli.class.php on line 162 Свехпроводники и криопроводники » MOZZO.RU - Вебомания. Ужасы и Радости интернета.
Thursday October 01 , 2009

Свехпроводники и криопроводники

115'>

Свехпроводники и криопроводники







Свехпроводники и криопроводникиИзвестно 27

чистых металлов и более тысячи различных сплавов и соединений, у которых

возможен переход в сверхпроводящее состояние. К ним относятся чистые металлы,

сплавы, интерметаллические соединения и некоторые диэлектрические материалы.





Сверхпроводники

При понижении температуры удельное

электрическое сопротивление металлов уменьшается и при весьма низких

(криогенных) температурах электропроводность металлов приближается к абсолютному

нулю.

В 1911 г. при охлаждении кольца из

замороженной ртути до температуры 4,2 К голландский ученый Г. Каммерлинг-Оннес

обнаружил, что электрическое сопротивление о кольца внезапно падает до очень

малого значения, которое невозможно измерить. Такое исчезновение электрического

сопротивления, т.е. появление бесконечной удельной проводимости у материала,

было названо сверхпроводимостью.

Материалы, обладающие способностью

переходить в сверхпроводимое состояние при их охлаждении до достаточно низкой

температуры, стали называть сверхпроводниками. Критическая температура

охлаждения, при которой происходит переход вещества в сверхпроводящее состояние,

называют температурой сверх-проводимого перехода или критической температурой

перехода Ткр.

Переход в сверхпроводимое состояние

является обратимым. При повышении температуры до Тк материал возвращается в

нормальное (непроводящее) состояние.

Особенность сверхпроводников

состоит в том, что однажды наведенный в сверхпроводящем контуре электрический

ток будет длительно (годами) циркулировать по этому контуру без заметного

уменьшения своей силы и притом без всякого дополнительного подвода энергии

извне. Подобно постоянному магниту такой контур создает в окружающем

пространстве магнитное поле.

В 1933 г. немецкие физики В.Майснер

и Р.Оксенфельд обнаружили, что сверхпроводники при переходе в сверхпроводящее

состояние становятся идеальными диамагнентиками. Поэтому внешнее магнитное поле

не проникает в сверхпроводящее тело. Если переход материала в сверхпроводящее

состояние происходит в магнитном поле, то поле «выталкивается» из

сверхпроводника.

Известные сверхпроводники имеют

весьма низкие критические температуры перехода Тк . Поэтому устройства, в

которых используются сверхпроводники, должны работать в условиях охлаждения

жидким гелием (температура сжижения гелия при нормальном давлении примерно 4,2

К). Это усложняет и удорожает производство и эксплуатацию сверхпроводниковых

материалов.

Кроме ртути сверхпроводимость

присуща и другим чистым металлам (химическим элементам) и различным сплавам и

химическим соединениям. Однако такие металлы, как серебро и медь, при самых

низких температурах, достигнутых в настоящее время, перевести в сверхпроводящее

состояние не удалось.

Возможности использования явления

сверхпроводимости определяются значениями температуры перехода в сверхпроводящее

состояние Тк и критической напряженности магнитного поля.

Сверхпроводниковые материалы

подразделяют на мягкие и твердые. К мягким сверхпроводникам относят чистые

металлы, за исключением ниобия, ванадия, теллура. Основным недостатком мягких

сверхпроводников является низкое значение критической напряженности магнитного

поля.

В электротехнике мягкие

сверхпроводники не применяются, поскольку сверхпроводящее состояние в этих

материалах исчезает уже в слабых магнитных полях при небольших плотностях тока. 

К твердым сверхпроводникам относят

сплавы с искаженными кристаллическими решетками. Они сохраняют сверхпроводимость

даже при относительно больших плотностях тока и сильных магнитных полях.

Свойства твердых сверхпроводников

были открыты в середине нашего столетия и до настоящего времени проблема их

исследования и применения является одной из важнейших проблем современной науки

и техники.

Твердые сверхпроводники обладают

рядом особенностей:











при

охлаждении переход в сверхпроводящее состояние происходит не резко, как у

мягких сверхпроводников, а на протяжении некоторого температурного

интервала;











некоторые

из твердых сверхпроводников имеют не только сравнительно высокие значения

критической температуры перехода Тк, но и относительно высокие значения

критической магнитной индукции Вкр;











при

изменении магнитной индукции могут наблюдаться промежуточные состояния между

сверхпроводящим и нормальным;











имеют

тенденцию к рассеянию энергии при пропускании через них переменного тока;













зависимость

свойств сверхпроводимости от технологических режимов изготовления, чистоты

материала и совершенства его кристаллической структуры.



По технологическим свойствам

твердые сверхпроводники делят на следующие виды:















сравнительно легко деформируемые, из которых можно изготавливать проволоку и

ленты [ниобий, сплавы ниобий-титан (Nb-Ti), ванадий-галлий (V-Ga)];











трудно

поддающиеся деформации из-за хрупкости, из которых получают изделия методами

порошковой металлургии (интерметаллические материалы типа станнида ниобия

Nb3Sn).



Часто сверхпроводниковые провода

покрывают «стабилизирующей» оболочкой из меди или другого хорошо проводящего

Внимание! У вас нет прав для просмотра скрытого текста.
и тепло металла, что дает возможность избежать повреждения

основного материала сверхпроводника при случайном повышении температуры.

В ряде случаев применяют

композитные сверхпроводниковые провода, в которых большое число тонких

нитевидных сверхпроводников заключено в массивную оболочку из меди или другого

несверхпроводникового материала.

Пленки сверхпроводниковых

материалов имеют особые свойства:













критическая

температура перехода Ткр в ряде случаев значительно превышает Ткр объемных

материалов;











большие

значения предельных токов, пропускаемых через сверхпроводник;











меньший

температурный интервал перехода в сверхпроводящее состояние.



Сверхпроводники используют при

создании: электрических машин и трансформаторов малых массы и размеров с высоким

коэффициентом полезного действия; кабельных линий для передачи энергии большой

мощности на большие расстояния; волноводов с особо малым затуханием; накопителей

энергии и устройств памяти; магнитных линз электронных микроскопов; катушек

индуктивности с печатным монтажом.

На основе пленочных

сверхпроводников создан ряд запоминающих устройств и элементов автоматики и

вычислительной техники.

Обмотки электромагнитов из

сверхпроводников позволяют получать максимально возможные значения напряженности

магнитного поля.





Криопроводники


Некоторые

металлы могут достигать при низких (криогенных) температурах весьма малого

значения удельного электрического сопротивления р, которое в сотни и тысячи раз

меньше, чем удельное электрическое сопротивление при нормальной температуре.

Материалы, обладающие такими свойствами, называют криопро-водниками (гиперпроводниками).



Физически

явление криопроводимости не сходно с явлением сверхпроводимости. Плотность тока

в криопроводниках при рабочих температурах в тысячи раз превышает плотность тока

в них при нормальной температуре, что определяет их использование в сильноточных

электротехнических устройствах, к которым предъявляются высокие требования по

надежности и взрывобезопасности.



Применение

криопроводников в электрических машинах, кабелях и т.п. имеет существенное

преимущество по сравнению со сверхпроводниками.



Если в

сверхпроводниковых устройствах в качестве охлаждающего агента применяют жидкий

гелий, работа криопроводников обеспечивается благодаря более высококипящим и

дешевым хладагентам - жидкому водороду или даже жидкому азоту. Это упрощает и

удешевляет производство и эксплуатацию устройства. Однако необходимо учитывать

технические трудности, которые возникают при использовании жидкого водорода,

образующего при определенном соотношении компонентов взрывоопасную смесь с

воздухом.



В качестве

криопроводников используют медь, алюминий, серебро, золото.



Источник

информации: "Электроматериаловедение" Автор книги: Журавлева Л. В.



Заказать эту

книгу для более внимательного ознакомления с ней можно просто нажав на эту

ссылку:
Внимание! У вас нет прав для просмотра скрытого текста.
 


Смотрите также:

"Электротехнический справочник" Герасимова В. Г. в 4-х томах. Первый том

этого справочника почти полностью посвящен электротехническим материалам. Первый том

справочника можно заказать перейдя по ссылке:

Внимание! У вас нет прав для просмотра скрытого текста.



-Труд - проклятие пьющего класса. (Оскар Уайльд)


Свехпроводники, криопроводники
 (голосов: 1)
Добавление комментария
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Код: Включите эту картинку для отображения кода безопасности
обновить если не виден код
Введите код:

Опрос сайта

Популярный поисковик это..

Сидят тут..


Не пропустите