Криопроводники

Конечное значение р криопроводника при его рабочей температуре ограничивает допустимую плотность тока в нем, хотя эта плотность может быть намного выше, чем в обычных проводниках при нормальной или повышенной температуре. Криопровощшки, у которых при изменении температуры в широких пределах значение р изменяется плавно (без скачков), нельзя использовать в ряде устройств, основанных на триггерном эффекте появления и нарушения сверхпроводимости. Однако применение криопроводников в электрических машинах, аппаратах, кабелях и т. п. имеет существенные преимущества. Так, если в сверхпроводниковых устройствах в качестве охлаждающего агента применяют жидкий гелий, рабочая температура криопроводаиков достигается за счет более высококипящих и дешевых хладагентов — жидкого водорода или даже жидкого азота. Это значительно упрощает и удешевляет выполнение и эксплуатацию устройства. [c.26]

Во всех случаях для получения криопроводников требуются высокая чистота металла и отсутствие наклепа (отожженное состояние). Вредное влияние примесей и наклепа на р металлов при криогенных температурах сказываются намного сильнее, чем при нормальной температуре, что ярко иллюстрирует рис. 2.11. [c.27]

Особую группу составляют криопроводники и сверхпроводники — материалы, которые обладают ничтожно малым удельным [c.111]

Сверхпроводники и криопроводники. Явление сверхпроводимости было открыто нидерландским физиком X. Камерлинг-Оннесом в 1911 г. Согласно современной теории, основные положения которой были развиты в работах Д. Бардина, Л. Купера, Дж. Шриф-фера (теория БКШ), явление сверхпроводимости металлов можно объяснить следующим образом. При температурах, близких к абсолютному нулю, меняется характер взаимодействия электронов между собой и атомной решеткой, так что становится возможным притягивание одноименно заряженных электронов и образование так называемых электронных (куперовских) пар. Поскольку куперовские пары в состоянии сверхпроводимости обладают большой энергией связи, обмена энергетическими импульсами между ними и решеткой не наблюдается. При этом сопротивление металла становится практически равным нулю. С увеличением температуры некоторая часть электронов термически возбуждается и переходит в одиночное состояние, характерное для обычных металлов. При достижении критической температуры (Т ) все куперовские пары распадаются и состояние сверхпроводимости исчезает. Аналогичный результат наблюдается при определенном значении магнитного поля (критической напряженности Я р или критической индукции Акр), которое может быть создано как собственным током, так и посторонними источниками. Критическая температура и критическаяс напряженность магнитного поля являются взаимосвязанными величинами. Эта зависимость для чистых металлов может быЪ приближенно представлена следующим выражением [c.122]

Криопроводники. К их числу относятся материалы, которые при глубоком охлаждении (ниже —173 °С) приобретают высокую электрическую проводимость, но не переходят в сверхпроводящее состояние. Это объясняется тем, что при низкой температуре удельное сопротивление проводника обусловлено, как правило, наличием примесей и физическими дефектами решетки. Поскольку составляющая удельного сопротивления, обусловленная рассеиванием энергии за счет тепловых колебаний решетки, пренебрежимо мала, для криопроводников необходимо применять хорошо отожженный металл высокой чистоты, который обладает минимальным удельным сопротивлением в рабочем диапазоне температур от —240 [c.125]

Криопроводники применяются в основном для изготовления токопроводящих жил кабелей и проводов, работающих при температурах жидких водорода (—252 6 С,) неона (—245,7 °С) и азота (—195,6 °С). [c.126]

В чем заключается сущность явления сверхпроводимости и какие ма териалы применяются для изготовления сверх- и криопроводников [c.132]

Применение криопроводников вместо сверхпроводников в электрических машинах, аппаратах и других электротехнических устройствах может иметь свои преимущества. Использование в качестве хладагента жидкого водорода или жидкого азота (вместо жидкого [c.211]

Таким образом, проблема выбора оптимального (т. е. имеющего при рабочей температуре наименьшее удельное сопротивление при наилучших других технико-экономических показателях) криопроводникового материала сводится в основном к следующему применить легко доступный и деиювый алюминий и получить наименьшее возможное для криопроводника значение удельного сопротивления, но пойти на использование для охлаждения устройства жидкого водорода, что все же требует преодоления некоторых затруднений И, в частности, необходимости учета взрывоопасности водородовоздушной смеси или же применить более дорогой, дефицитный, сложный в технологическом отношении бериллий, но зато использовать в качестве хладагента более дешевый и легко доступный жидкий азот и тем самым уменьшить затраты мощности на охлаждение. [c.212]

Во всех случаях для получения высококачественных криопроводников требуются [ .сключи-тельпо высокая чистота металла (отсутствие примесей) и отсутствие наклепа (отожженное состояние). Вредное влияние примесей (это ясно из сравнения графиков 1 с У и 2 с 2 т рис. 7-23) и наклепа на удельное сопротивление металлов при криогенных температурах выражено значительно более сильно, чем [c.213]

Проводниковые материалы классифицируют в зависимости от удельного электрического сопротивления на металлы и сплавы высокой проводимости, криопроводники и сверхпроводники, сплавы с повышенным электросопротивлением. [c.125]

К криопроводникам относятся материалы, приобретающие при глубоком охлаждении (ниже -173°С) высокую электрическую проводимость, но не переходящие в сверхпроводниковое состояние. Одним из таких материалов является алюминий особой чистоты А999 (99,999 % А1). При температуре жидкого азота минус 195,6 С удельное электрическое сопротивление составляет около 0,003 мкОм м, а при температуре жидкого водорода минус 252,6 °С - около 0,00005 мкОм м. [c.126]

Особый интерес представляют материалы, обладающие очень малым удельным сопротивлением при весьма низких (криогенных) температурах, — сверхпроводники и криопроводники (см. гл. 3), [c.11]

На рис. 3.6 в билогарифмическом масштабе дана зависимость удельного сопротивления р меди, алюминия, бериллия и натрия от температуры. Значительный интерес для использования в качестве криопроводника помимо обычных проводниковых материалов — алюминия и меди — представляет бериллий, параметры которого приведены в табл. 1.1. Сравнительно более распространенные и дешевые алюминий и медь могут ра-ТЛ ботать в качестве криопроводников при охлаждении жидким водородом, что требует преодоления определенных технических трудностей и, в частности, учета взрывоопасности смесей водорода с воздухом в некоторых пределах соотношения компонентов смеси. Бериллий и его соединения токсичны но бериллий при охлаждении жидким азотом имеет наименьшее возможное значение р, а работа с жидким азотом значительно проще, чем работа с жидким водородом. [c.30]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...