Свойства сверхпроводниковых материалов

Понижение температуры способствует монотонному понижению электросопротивлений проводниковых материалов. Некоторые металлы и сплавы при температурах, близких к абсолютному нулю характеризуются резким падением электрического сопротивления до очень малых величин (почти до нуля).

Такое явление, т.е. наличие у вещества почти бесконечной удельной проводимости называно сверхпроводимостью.

Температура Т_кр, при охлаждении до которой вещество переходит в сверхпроводящее состояние, называется температурой сверхпроводящего состояния (перехода).

А вещество, которое переходит в сверхпроводящее состояние сверхпроводником.

Переход металла в сверхпроводящее состояние связывает с фазовым превращением.

Новое фазовое состояние характеризуется тем, что свободные электроны перестают взаимодействовать с ионами кристаллической решетки и вступают во взаимодействуют друг с другом. В результате электроны с противоположными спинами образуют так называемые куперовские пары.

Результирующий спиновой момент в этом случае становится равным нулю. Такие пары электронов не способны выделять тепло, так как они не взаимодействуют с ионами кристаллической решетки, что не вызывает потерю тепла на …

Разъединение ассоциированных в куперовскую пару электронов при повышении температуры или магнитной индукции представляет нарушение сверхпроводимости и означает переход из сверхпроводящее состояние в нормальное.

В 1933 г. немецкие физики Майснер и Роберт Оксенфельд сделали значительное открытие. Они обнаружили, что сверхпроводники при переходе из нормального в сверхпроводящее состояние становятся идеальными диамагнетиками, т.е. магнитная проницаемость μ скачком падает от 1 до 0.

Если μ падает до 0, то материал становится непроницаемым для магнитных волн и внешнее магнитное поле не может проникать в сверхпроводящее тело.

В 1935 г. эффект был продемонстрирован …

…

Магнит опускают в чашу из материала сверхпров., то этот магнит отталкивается от чаши и остается в уравновешенном состоянии, висит в воздухе, не касаясь чаши. Аналогично можно заставить сверхпроводящее тело висеть под магнитом.

Описанный эффект уже с успехом используется … …

т.е. с использованием отталкивания вала от подшипника сверхскоростного железнодорожного транспорта. Большинство сверхпроводящих металлов имеют весьма низкую температуру перехода, поэтому устройства, которые используют.

…

При охлаждении жидким гелием, что очень сложно и дорого.

…

Наиболее высокую критическую температуру из известных проводников имеет ниобий (), а из сплавов: станнит ниобия (), а также материалы в системах ниобий - … где достигнута температура перехода 23 К выше, чем температура сжижения ниобия (20,3 К) …