Температура перехода некоторых металлов в сверхпроводящее состояние

Температура перехода некоторых металлов в сверхпроводящее состояние [c.116]

В сверхпроводниках первого рода сверхпроводящее состояние достигается фазовым переходом второго рода при температуре Тс, которая зависит от рода металла, его чистоты, степени отжига, величины приложенного магнитного поля. Для некоторых металлов в нулевом магнитном поле сверхпроводящий переход позволяет реализовать реперную температурную точку. Считается, что ширина перехода достаточно мала и, наблюдая переход, можно определить его температуру. Эти вопросы детально исследовались в НБЭ [69], в результате-чего было соз- [c.166]

Кроме кристаллов фазовый переход второго рода наблюдается в жидком гелии вблизи абсолютного нуля. Фазовым переходом второго рода являются также переход железа в парамагнитное состояние в точке Кюри и переход некоторых металлов и сплавов при низких температурах в сверхпроводящее состояние. С формальной точки зрения можно также считать фазовым переходом второго рода превращение жидкой фазы в газообразную или, наоборот, в критической точке, поскольку в критическом состоянии [c.142]

Рассеяние на магнитных примесях приводит к логарифмически возрастающей с уменьшением температуры добавке к сопротивлению — эффекту Кондо, что используется в термометрии. Некоторые металлы при низких температурах переходят в сверхпроводящее состояние. Минимально возможная длина пробега (порядка межатомных расстояний) определяет максимальное металлическое удельное сопротивление р х 0,2- 10 Ом-см а — межатомное расстояние). [c.438]

Переход в сверхпроводящее состояние. Многие металлы и сплавы ниже некоторой температуры Тс переходят в состояние, в котором их электрическое сопротивление становится равным нулю. Температура перехода Тс определяется особенностями испытывающих переход веществ, максимальная известная ее величина близка к 23 К (для сплавов типа ЫЬз(Ое, А1)). Согласно современным представлениям, переход в сверхпроводящее состояние связан, с образованием ниже определенной температуры пар электронов. [c.261]

Фазовым переходом второго рода является переход ферромагнитных тел в парамагнитное состояние в точке Кюри и переход некоторых металлов и сплавов при низких температурах в сверхпроводящее состояние. В обоих случаях отмечается изменение симметрии тела — в первом случае меняется расположение элементарных магнитных моментов в теле, во втором — изменение симметрии связано с образованием пар свободных валентных электронов в металле. [c.240]

В образовании сверхпроводящих фаз Лавеса участвуют практически все переходные металлы (за исключением ниобия) и отсутствуют фазы с участием бора, углерода, азота, фосфора, что свидетельствует о металлическом характере связи в этих фазах. Максимальное значение для фаз Лавеса достигается при стехиометрическом составе. Температуры перехода в сверхпроводящее состояние для некоторых фаз Лавеса приведены в табл. 14. [c.523]

В сверхпроводниках электронная теплопроводность становится малой ниже температуры перехода в сверхпроводящее состояние, и тогда вклад решеточной теплопроводности постепенно становится существенным. Так как переход между нормальным и сверхпроводящим состояниями у некоторых металлов осуществляется при низких температурах с помощью слабых магнитных полей, то простой тепловой выключатель может быть основан на разнице между чисто электронной и чисто решеточной теплопроводностями. [c.170]

Критические температуры перехода в сверхпроводящее состояние нитридов, карбидов и боридов некоторых переходных металлов i) [c.260]

В дальнейшем были обнаружены помимо ртути и многие другие материалы, причем не только чистые металлы (химические элементы), но и различные сплавы и химические соединения, способные при охлаждении до достаточно низкой температуры переходить в сверхпроводящее состояние. Такие материалы получили название сверхпроводников. Известно 27 простых сверхпроводников (чистых металлов) и более тысячи сложных (сплавов и соединений). Параметры некоторых сверхпроводников приведены в табл. 3.1. [c.24]

При низких температурах некоторые металлы становятся сверхпроводящими. В этом состоянии они обладают замечательным свойством (эффект Мейсснера), заключающимся в том, что Внешнее магнитное ноле не проникает внутрь металла (5=0 даже при Н Ф 0). Однако, когда внешнее магнитное поле становится больше определенного критического значения Т), сверхпроводящее состояние разрушается и переходит в нормальное, так что В становится равным Н (при Н > Не имеем В = Я). На фиг. 86 приведена кривая зависимости критического магнитного ноля Не (Т) от Т. Она делит плоскость Н — Т на две части, соответ- [c.245]

В шкалу ПТШ-76 введены реперные точки по температурам переходов пяти металлов в нулевом магнитном поле из сверхпроводящего в нормальное состояние. Эти металлы входят в прибор, разработанный в НБЭ под названием Стандартный справочный материал ЗКМ 767 . Некоторый недостаток ПТШ-76 состоит в том, что один из рекомендованных способов ее воспроизведения тесно связан с конкретным прибором, который изготавливается только в НБЭ. Можно надеяться, что в будущем удастся изготавливать наборы из пяти металлов с достаточно воспроизводимыми свойствами, с тем чтобы и температуры переходов имели одно и то же значение независимо от происхождения образца. Значения температур, приписанные сверхпроводящим переходам свинца, индия и алюминия, соответствуют среднему значению, полученному по шкалам различных лабораторий после согласования шкал с ТхАс- Неопределенность в этих значениях оценена величиной 0,5 мК- Значение температуры сверхпроводящего перехода цинка получено по магнитному термометру НФЛ, а для кадмия — по магнитному термометру НФЛ и шумовому термометру НБЭ. Детальное описание ПТШ-76, историю ее создания и построения можно найти в работе Дюрье и др. [22]. [c.68]

При очень низких температурах (вблизи Т 0) некоторые из металлов переходят в сверхпроводящее состояние, т. е. о обращается в бесконечность. Предположим, что температура второго спая Tj ниже температуры перехода обоих контактирующих металлов в сверхпроводящее состояние, а температура первого спая Г, стремится к температуре сверхпроводящего перехода того из металлов, у которого эта температура наинизшая. Так как Я и 7q имеют конечное значение, член (otfT) у спая с температурой Tj при достижении температуры сверхпроводящего перехода также должен быть конечен. Однако о при температурах ниже перехода в сверхпроводящее состояние бесконечно. Поэтому член aefT будет конечен только в том случае, когда 87 равно нулю. Таким образом, при переходе металла в сверхпроводящее состояние дифференциальная термо-ЭДС обращается в нуль. Эти результаты подтверждаются экспериментально и представляют собой термодинамическое истолкование описанного экспериментального факта. Из условия (oef Т) Ф сю при о = оо можно заключить, что, если о возрастает по мере приближения к температуре сверхпроводящего перехода как (Г — ТсУ , то Еу убывает как Т — Тс)", причем 2п > п. [c.175]

Другой пример — сверхпроводящее состояние - металлов. В 1911 г. Камерлинг — Оннесом было открыто/ явление сверхпроводимости, заключающееся в том, что при некоторой определенной низкой температуре ток tio металлу проходит без выделения теплоты, т. е. омическое сопротивление его R становится равным нулю. Ртуть, например, переходит в сверхпроводящее состояние при температуре 4,12° К, цинк — при 0,79° К, кадмий — при 0,6° К и т. д. В настоящее рремя сверхпроводимость обнаружена примерно у 17 металлов. Открытие сверхпроводимости имеет большое теоретическое и прикладное значение и относится также к фазовым переходам второго рода, так как согласно теории и эксперименту переход металла в сверхпроводящее состояние происходит при Д5=0, Ау=0 и при скачкообразном изменении коэффициентов а, Рт и Ср. [c.214]

Минимум сопротивления при низких температурах. Среди вопросов, связанных с переносом электронов в металлах, основной проблемой, требующей теоретического объяснения, до сих пор является проблема сверхпроводимости, хотя многие считают, что Фрёлиху и Бардину удалось недавно показать, в чем заключается механизм этого явления. Однако существует и другое явление, которое до сих пор также не поддается удовлетворительному теоретическому объяснению—это впервые обнаруженный примерно 20 лет назад в Лейденскогг лаборатории минимум сопротивления, который появляется при низких температурах у некоторых металлов (фиг. 41). Постепенное возрастание сопротивления с понижением температуры кажется, на первый взгляд, гораздо менее поразительным, чем внезапное исчезновение сопротивления при переходе в сверхпроводящее состояние, однако для теоретического объяснения минимума сопротивления, по-видпмому, необходим такой же новый шаг в развитии теории, который нужен для полного объяснения явления сверхпроводимости. [c.210]

Другая возможность, которая, как мы теперь считаем, является наиболее реальной, состоит в том, что с переходом в сверхпроводящее состояние связано движение ионов. Автор [60] в свое время предположил, что имеются незначительные периодические смещения решетки, которые образуют очень большую элементарную ячейку в реальном пространстве и мелкозернистую структуру зон Бриллюэна в к-пространстве. Предполагалось, что смещения приводят к небольшой энергетической хцели у поверхности Ферми и, следовательно, к уменьшсЕгию энергии занятых состояний. Известно, что некоторые сплавы (например, сплавы в / фазе) имеют сложную структуру, обладающую вблизи поверхности Ферми плоскостями разрыва. Предполагалось, что если зонная структура является мелкозернистой, то нечто подобное может иметь место во многих металлах при низких температурах независимо от того, насколько сложна поверхность Ферми. Первые грубые оценки показали, что уменьшение энергии электронов вблизи поверхности Ферми достаточно для компенсации энергии, необходимой для смещения ионов однако более тщательные оценки, сделанные позже, показали, что уменьшение энергии на порядок меньше требуемой величины. Наиболее подходящими являются металлы с сильным взаимодействием между решеткой и электронами и, следовательно, с большим сопротивлением в нормальном состоянии. Диамагнитные свойства могли бы быть объяснены очень малой эффективной массой электронов и дырок с энергиями, близкими к поверхности Ферми (см. п. 24). Так как лучшие оценки, по-видимому, свидетельствуют о том, что переходы такого типа являются маловероятными, то детали теории никогда не были опубликованы. Некоторые идеи были использованы в более поздней теории [16, 118], основанной на динамическом взаимодействии между электронами и колебаниями решетки, о котором свидетельствовал изотопический эффект. [c.754]

Из результатов исследований последних лет в области сверхпроводимости важно отметить открытие того, что помимо понижения температуры появлению сверхпроводимости способствует и повышение давления у некоторых веществ, не переходящих при нормальном давлении в сверхпроводящее состояние, удалось обнаружить сверхпроводимость при воздействии на вещество высокого гидростатического давления. Установлены даже сверхпроводящие свойства не только у веществ, являющихся при нормальных условиях проводниками (прежде всего у металлов, сплавов металлов н интерметаллических соединений), но и у полупроводников (например, у анти-монида индия InSb —см. стр. 263, который имеет температуру сверхпроводящего перехода около 5 К при давлении около 30 ГПа). В Институте высоких давлений Академии наук СССР открыта сверхпроводимость у серы (Тс = 9,7 К) и ксенона (Т,. = 6,8 К). [c.209]

Очень необычны свойства фуллеренов. Так, кристаллические фуллерены представляют собой полупроводники с фотопроводимостью при оптическом излучении, а кристаллы легированные атомами щелочных металлов, обладают металлической проводимостью и переходят в сверхпроводящее состояние при 30 К и выше. Превращение кристаллического фуллерена в алмаз происходит даже при комнатной температуре при давлении 20 ГПа, а при нагреве фуллерена до 1500 К для перехода в алмаз достаточно давления 7 ГПа (для аналогичного превращения графита в алмаз требуются температура 900 К и давление 30—50 ГПа). Растворы фуллеренов имеют нелинейные оптические свойства, что проявляется в резком снижении прозрачности раствора при превышении некоторого критического значения интенсивности оптического излучения. Фулле-ренам как молекулярным кластерам посвящены тысячи оригинальных статей, десятки обзоров и монографий, поэтому в данной книге они только упоминаются в связи с синтезом нового класса молекулярных кластеров, имеющих состав МлС,2, где М — атом металла. [c.26]

Применение. Ниобий — один из основных компонентов при легировании жаропрочных сталей и сплавов. Сплавы ниобия применяют в химическом машиностроении, в радиоэлектронике вместо дорогого тантала (экраны, катоды мощных генераторных ламп, аноды некоторых типов ламп, трубки, сетки с максимальной рабочей температурой 2100° Сит. д.), в ядерных реакторах, в качестве материала оболочек тепловыделяющих элементов и емкостей для расплавленных металлов, в авиации (лопатки газовых турбин авиадвигателей). Относительно новая область применения ниобия — в качестве основы сверхпроводящих материалов, так как у ниобия максимальная среди металлов температура перехода в сверхпроводящее состояние (8,9 К). Так, у сплавов системы Nb—Zr критическое магнитное поле достигает 80 кГс, плотность критического тока (4—6)-10 А/см и температура перехода-в сверхпроводящее состояние 11 К. Высокими сверхпроводящими свойствами (18,1 К) отличается соединение NbsSn, на базе которого уже созданы сверхпроводящие магниты на 100, 1ЭД кгс и выше. [c.551]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...