Властивості надпровідників

Питання 67.Явище надпровідності. Кріопровідники

Надпровідність — квантове явище протікання електричного струму у

твердому тілі без втрат. Явище надпровідності існує для низки матеріалів, не обов'язково добрих провідників при звичайних температурах. Перехід до надпровідного стану відбувається при певній температурі, яку називають критичною температурою надпровідного переходу. Надпровіднсть, проте, може бути зруйнована, якщо помістити зразок у зовнішнє магнітне поле, яке перевищує певне критичне значення. Це критичне магнітне поле зменшується при збільшенні температури.

Надпровідність характеризується абсолютним діамагнетизмом. У магнітному полі в надпровідному матеріалі виникають такі струми, магнітне поле яких повністю компенсує зовнішнє магнітне поле, тобто магнітне поле виштовхується із надпровідника. Завдяки цій властивості виникає явище левітації надпровідника над магнітом. Сильне магнітне поле руйнує надпровідність. Проте надпровідники розрізняються за своєю поведінкою у відносно сильних магнітних полях, у залежності від поверхневої енергії границі розділу надпровідної й нормальної фаз. У надпровідників I роду ця поверхнева енергія додатня, й надпровідність руйнується, якщо поле перевищує певний рівень, який називається критичним магнітним полем. У надпровідників II роду поверхнева енергія границі розділу нормальної та надпровідної фаз від'ємна, тож магнітне поле, коли його напруженість перевищує певне значення (воно називається першим критичним полем), починає проникати в надпровідник поступово в певних місцях, навколо яких утворюються вихрові струми.

Кріопровідники. Крім явища надпровідності, в сучасній електротехніці все ширше використовується явище кріопроводімості, тобто досягнення металами досить малого значення питомого опору при кріогенних температурах (але без переходу в надпровідний стан).
Метали, що володіють такою властивістю, називаються кріопроводніками.

Очевидно, що фізична сутність кріопроводімості не подібний з фізичною сутністю явища надпровідності. Кріопровіднісь - окремий випадок нормальної електропровідності металів в умовах кріогенних температур.

Досить мале, але все ж таки кінцеве значення (кріопровідників обмежує допустиму щільність струму в них, хоча ця щільність може бути все-таки набагато вище, ніж у звичайних металевих провідниках при нормальній або з високою температурою. Кріопровідники, у яких при зміні температури в широкому діапазоні р. змінюється плавно, без стрибків, не можуть використовуватися в пристроях, дія яких заснована на тригерній ефекті виникнення і порушення надпровідності.

Найбільшпоширені матеріали: копель (Си 56%,Nі 44%), алюмель(95% Ni,5% Al,Mg), хромель (90%Ni, 10%Cr), платинородій (90% Pt, 10%Ro).

Дата добавления: 2015-05-07