2.Криопроводники.

Криотемпературы создаются при помощи хладагентов :

жидкий гелий - – 4,2

жидкий водород - – 20,3

жидкий азот - – 77,4

Для оценки изменения сопротивления применяется характеристика -

относительное сопротивление: = ≈ нескольким тысячам

Криопроводимость – достижение металлами весьма малого электрического сопротивления при криогенных температурах.

Это частный случай нормальной электропроводимости при очень низких (криогенных) температурах.

Во всех случаях для получения высококачественных криопроводников требуется исключительно высокая чистота и отсутствие наклепа. ^*8

Сравнительные характеристики качества криопроводников.

Для ,

, у особо чистой-1430 ( 0,01%),

: - приведенные потери минимальны при (60÷80) ,

т.е. суммарные затраты на сам металл, на хладагент и т.д.

Т.о. бериллий - самый экономичный материал из криопроводников!

 в 100 раз меньше, чем у Cu, Al (чистейших) см. рис.

; ; на 30% легче Al, но прочнее.

Недостатки: хрупок, дорог, токсичен, увеличение  в магнитном поле.

3. Сверхпроводники.

Если некоторые вещества охладить до , близких к абсолютному нулю, они скачком изменяют свое сопротивление до 0. Это явление называется сверхпроводимостью. Температура, при которой вещество переходит в сверхпроводящее состояние, называется температурой сверхпроводящего состояния, а вещества – сверхпроводниками.

Переход в сверхпроводящее состояние является обратимым.

Явление открыто в 1911г. голландским физиком Камерлинг- Оннесом. В 1913 г. награжден Нобелевской премией.

Количество известных сверхпроводников постоянно растет. 1911 г.- Ртуть-1; в 1935 г. - их 80; в 1950 г. -уже100; в настоящее время- более 1000, причем 35 металлов, остальные сплавы и химические соединения.

Существуют высокотемпературные, сверхпроводящие материалы. В настоящее время рекордным значением критической температуры

135°K обладает вещество , открытое в 1993 году в МГУ (Путилин С.Н. и Антипов Е.В.)

Диаграмма сверхпроводимости.

Существует сильная зависимость от индукции магнитного поля как внешнего, так и внутреннего (при протекания тока)

В 1933 году открыт эффект Мейснера-Оксенфельда, экспериментально проверенный Аркадьевым в 1935 году. При переходе в сверхпроводящее состояние сверхпроводники становятся идеальными диамагнетиками ( скачком падает от ≈ 1 до 0

При охлаждении сверхпроводника, находящегося во внешнем постоянном магнитном поле, в момент перехода в сверхпроводящее состояние магнитное поле полностью вытесняется из его объёма. Этим сверхпроводник отличается от идеального проводника, у которого при падении сопротивления до нуля индукция магнитного поля в объёме должна сохраняться без изменения. Отталкиваясь от неподвижного сверхпроводника, магнит «всплывает» сам и продолжает «парить» до тех пор, пока внешние условия не выведут сверхпроводник из сверхпроводящей фазы. В результате этого эффекта магнит, приближающийся к сверхпроводнику, «видит» магнит одинаковой полярности и точно такого же размера,— что и вызывает левитацию.

У сверхпроводников  измерить невозможно. Установлено значение Сверхпроводимость может появляться при высоких давлениях ( десятки ГПа).

Классификация сверхпроводников.

С верхпроводники

I рода чистые металлы 2 сост: норм. и СП Переход скачком Низкие значения явление Мейснера- Оксенфельда

II рода неидеальные I рода (неоднородности не превышают атомарный размер) График перехода в СП

III рода неидеальные II рода (неоднородности превышают атомарный размер) Очень сильно зависит от степени неоднородности

Диаграмма сверхпроводимости 2.

Сверхпроводники

	(°K)	(Tл)
типичный Pb	7,2	0,08
ртуть Hg	4,2	0,046
In	3,4	0,03
Sn	3,7	0,031
Al	1,2	0,01

I рода:

II рода:

		(°K)	(Tл)
Чистые металлы (обладают более высокими и )­­:	ниобий Nb	9,4	0,195
	ванадий V	5,3	0,13
Сложные соед. (самые высокие и у станнида ниобия, галлид ванадия.):		9,5	11
	Nb+Ti	8,7	12
		18	22
		14	50
	NbGe	~23
		39

Ведутся работы по созданию высокотемпературных сверхпроводников III рода, преходящих в сверхпроводящее состояние при температурах жидкого азота (77,4°K) и жидкого водорода (20,3°K)− активно исследуются керамические сверхпроводники.

Использование сверхпроводников: электромагниты, электромашины, магнитные подвесы, трансформаторы, линии электропередачи очень больших мощностей. Достигается очень высокий КПД при малой массе и габаритах.