- •Фазы и структурные составляющие металлических сплавов. Диаграммы состояния.
- •Диаграмма с идеальной эвтектикой
- •Механические и специальные свойства материалов
- •Лекция 4. Формирование структур литых материалов. Литейные технологии
- •Форма первичных кристаллов и строение слитка.
- •Основы литейной технологии
- •Лекция 5. Железоуглеродистые сплавы. Система железо - графит и железо - цементит.
- •Фазы и структурные составляющие железоуглеродистых сплавов
- •Лекция 6. Основы термической обработки сталей и сплавов.
- •Превращения в стали при нагреве
- •Превращения аустенита при охлаждении
- •Превращения при отпуске закаленной стали
- •Изменение свойств стали при термической обработке
- •Поверхностное упрочнение стальных изделий
- •Практические вопросы термической обработки стали
- •Специальные стали и сплавы.
- •Коррозионностойкие (нержавеющие) и кислотостойкие стали и сплавы
- •Износостойкие стали и сплавы
- •Титан и его сплавы
- •Медь и её сплавы.
- •Алюминий и его сплавы
- •Сплавы на основе никеля
- •Проводниковые материалы
- •Материалы высокой проводимости
- •Сплавы с высоким электросопротивлением
- •Сверхпроводники и криопроводники
- •Полупроводниковые материалы
- •Полупроводниковые материалы
- •Электропроводность полупроводников
- •Полупроводниковые химические соединения и материалы на их основе
- •Диэлектрические материалы
- •Газообразные диэлектрики
- •Жидкие диэлектрики
- •Синтетические жидкие диэлектрики
- •Электроизоляционные смолы
- •Контактные материалы
- •Магнитные материалы
- •Магнитомягкие материалы
- •Сплавы с заданным температурным коэффициентом линейного расширения
- •Формирование структур литых материалов. Литейные технологии
- •Форма первичных кристаллов и строение слитка.
- •Основы литейной технологии
- •Сварочное производство
- •Классификация сварки металлов
- •Термический класс
- •Электроды для дуговой сварки и наплавки
- •Классификация и основные госТы на электроды
- •Структура условного обозначения электродов для сварки углеродистых конструкционных сталей по гост 9466 - 75:
- •Режимы ручной дуговой сварки плавящимся электродом
- •Обработка металлов резанием
- •Инструментальные материалы
- •Общие сведения о металлорежущих станках
- •Лезвийная обработка деталей машин
- •Отделочная обработка деталей машин
Сверхпроводники и криопроводники
Особую группу материалов высокой электрической проводимости представляют сверхпроводники. Наличие у вещества практически бесконечной удельной проводимости было названо сверхпроводимостью. Температуру Тс, при охлаждении до которой вещество переходит в сверхпроводящее состояние, называют температурой сверхпроводящего перехода, а вещества, переходящие в сверхпроводящее состояние, — сверхпроводниками.
Переход в сверхпроводящее состояние является обратимым; при повышении температуры выше значения Тс сверхпроводимость исчезает, аналогично действие сильных магнитных полей и электрического тока большой силы (критическое значение поля и тока).
Чистые сверхпроводниковые металлы, называемые сверхпроводниками I рода отличаются от сверхпроводниковых сплавов и химических соединений (сверхпроводников II рода), в частности тем, что переход из нормального в сверхпроводящее состояние у них происходит скачком, тогда как у сверхпроводников II рода это происходит постепенно.
В настоящее время известно уже 35 сверхпроводниковых металлов и более тысячи сверхпроводниковых сплавов химических соединений различных элементов. Так например, Nb имеет самую высокую критическую температуру перехода - 9,17 К (-263,83°С), NbTi (Tc=9,5…10,5 K), Nb3Sn (Tc=18,1…18,5 K), NbN (Tc=14,5…17,8 K).
Практическое использование нашли сверхпроводящие сплавы с высоким содержанием ниобия: 65БТ и 35БТ (ГОСТ 10994-74). Сплав 65БТ содержит 22-26 % Ti, 63-68 % Nb, 8,5-11,5 % Zr и имеет критическую температуру перехода 9,7 К (-263,3°С). Оба сплава применяют для обмоток мощных генераторов, магнитов большой мощности (например, поездов на магнитной подушке), туннельных диодов (для ЭВМ).
В то же время многие металлы, даже такие, как серебро, медь, золото, платина и др., обладающие весьма малыми значениями при нормальной температуре, перевести в сверхпроводящее состояние не удалось, хотя достигнуто весьма значительное приближение а абсолютному 0 (около милликельвина).
Помимо сверхпроводников, в современной электротехнике и электронике все шире используется криопроводники. Криопроводниками называются − материалы, которые при криогенных температурах достигают весьма малого (но конечного) значения удельного сопротивления без перехода в сверхпроводящее состояние, а за счет нормального уменьшения сопротивления при снижении температуры.
Применение криопроводников вместо сверхпроводников в электрических машинах, аппаратах и других электротехнических устройствах оправдано достижением необходимого уровня электросопротивления при значительно более высоких температурах. Использование в качестве хладагента жидкого водорода или жидкого азота (вместо жидкого гелия, который значительно дороже других хладагентов) упрощает и удешевляет выполнение тепловой изоляции устройства и уменьшает расход мощности на охлаждение.
Для получения высококачественных криопроводников требуются исключительно высокая чистота (отсутствие примесей) и отсутствие наклепа (отожженное состояние Вредное влияние примесей и наклепа на удельное сопротивление металлов при криогенных температурах выражено значительно сильнее, чем при нормальной температуре.