Сверхпроводники

 

Материалы, у которых электрическое сопротивление при некоторой критической температуре резко падает практически до нуля, становятсясверхпроводниками при данной температуре.

Впервые сверхпроводимость была открыта в 1911г. Камерлинг – Оннесом у ртути. Критическая температура перехода ее в сверхпроводящее состояние (Тс) равна 4,2 K⁰. Такой температуры можно добиться при использовании жидкого гелия, кипение которого также равно 4,2 K⁰. Однако это очень низкая температура, ее достижение связано с большими энергетическими и  экономическими затратами. Это так называемоенизкотемпературная сверхпроводимость.

Сверхпроводимость обнаружена у 30 элементов и около тысячи сплавов.

Из простых веществ самую высокую критичную температуру перехода в сверхпроводящее состояние имеет ниобий (Тс = 9,17 K⁰). Сплавы ниобия  Nb– Tl – Zr (Тс = 9,7 K⁰) нашли применение для обмоток мощных генераторов, магнитов больших мощностей для поездов на магнитной подушке, туннельных диодов и др.

Более высокое значение Тс имеют сплавы Nb₃ Ge (23 K⁰) и оксидная система (керамика) состава La – Ba – Cu – O (35 K⁰). Такие температуры могут быть достигнуты в среде жидкого водорода, температура кипения которого 20,3 K⁰. Это область среднетемпературной сверхпроводимости.

Если же вещество переходит в сверхпроводящие состояние выше температуры кипения азота, то такие сверхпроводники называютсявысокотемпературным сверхпроводниками. При температуре жидкого азота такие свойства проявляют вещества следующего состава: Bi – Ca – Sr –Cu – O (Тс = 110К), Hg – Ba – Ca – Cu – O (Тс = 135 K⁰) и др. Ведутся поиски новых систем, которые могли бы находится в сверхпроводящим состоянии при температуре кипения СО₂ (194,7 K⁰), относящиеся к горячим сверхпроводникам. Однако механизм высокотемпературной сверхпроводимости пока не выяснен.