40 eksempler på superledende materialer

Superledende materialer

Det superledende materialer Det er dem, der under visse betingelser har evnen til at lede elektrisk strøm uden modstand eller tab af energi. For eksempel: Kviksølv, Lithium, Titanium, Cadmium.

Modstanden fra en superleder, i modsætning til hvad der sker i chauffører såsom guld og sølv, falder skarpt til nul, når materialet køler ned under dets temperatur Kritisk: En elektrisk strøm, der strømmer i en superledende trådspiral, kan cirkulere på ubestemt tid uden strømforsyning.

Opdagelse af superledningsevne

Superledningsevne er et fænomen forbundet med kvantemekanik og blev opdaget i 1911 af den hollandske videnskabsmand Heike Kamerlingh Onnes, der observerede, at kviksølvs elektriske modstand forsvandt, da det blev afkølet til en temperatur på 4 Kelvin (-269 ° C).

Superledningsevne forekommer normalt ved lave temperaturer, skønt en leder kan være i stand til det fungerer som en superleder, er det også nødvendigt, at en strøm eller et magnetfelt ikke overskrides kritikere.

De første opdagede superledere fungerede ved kritiske temperaturer på omkring 250 ° C under nul. I 1980'erne blev der opdaget højtemperatur superledere, som havde en kritisk temperatur på ca. 179 ° C under nul. Dette gjorde studiet af materialer og det åbnede også døren til eksistensen af ​​superledere ved stuetemperatur.

Klassificering af superledende materialer

Hvis der påføres et svagt eksternt magnetfelt på en superleder, afviser det det. Når magnetfeltet er højt, er materialet ikke længere superledende. Dette kritiske felt forhindrer et materiale i at være superledende.

En yderligere klassifikation, der foretages med hensyn til disse ledere, er den, der deler dem i henhold til deres evne til fuldstændigt at afskærme et eksternt magnetfelt. Type I superledere forhindrer fuldstændigt indtrængning af eksterne magnetfelter, mens superledere Type II superledere er ufuldkomne i den forstand, at de tillader magnetfeltet at trænge ind i deres inde.

Anvendelser og anvendelser af superledende materialer

Indtil nu er hovedledningen til superledere produktion af meget stærke magnetfelter uden tab af energi. Således har de anvendelser inden for medicin, blandt andet i konstruktionen af ​​partikelacceleratorer og styring af atomreaktorer. Udviklingen af ​​superledere gør det også muligt at komme videre i studiet af computere mere hurtigere og med større hukommelse, magnetiske levitationstog med høj hastighed og muligheden for frembringe elektrisk strøm mere effektivt.

Derudover anvendes superledere i laboratorier fysisk til forskningsformål, for eksempel i nukleare magnetiske resonansundersøgelser og elektronmikroskopi med høj opløsning.

Metoder til opnåelse af superledende materialer

Opnåelse af superledende materialer er i øjeblikket udsat for temperaturer ekstremt lav, hvorfor grundstoffer som helium eller nitrogen normalt bruges væske.

Eksempler på superledende materialer