40 Ülijuhtivate materjalide näited

Ülijuhtivad materjalid

The ülijuhtivad materjalid Need on need, mis teatud tingimustel suudavad juhtida elektrivoolu ilma vastupanu või energiakadudeta. Näiteks: Elavhõbe, liitium, titaan, kaadmium.

Ülijuhi takistus, erinevalt sellest, mis toimub autojuhid nagu kuld ja hõbe, langeb järsult nulli, kui materjal jahtub selle allapoole temperatuur Kriitiline: ülijuhtiva juhtme spiraalis voolav elektrivool võib piiramata aja jooksul ringelda ilma toiteallikata.

Ülijuhtivuse avastamine

Ülijuhtivus on kvantmehaanikaga seotud nähtus ja selle avastas 1911. aastal Hollandi teadlane Heike Kamerlingh Onnes, kes täheldas, et elavhõbeda elektritakistus kadus, kui see jahutati temperatuurini 4 kelvini (-269 ° C).

Ülijuhtivus tekib tavaliselt madalatel temperatuuridel, ehkki juht seda suudab funktsiooni ülijuhina, on samuti vajalik, et voolu või magnetvälja ei ületataks kriitikud.

Esimesed avastatud ülijuhid töötasid kriitilistel temperatuuridel umbes 250 ° C alla nulli. 1980. aastatel avastati kõrgtemperatuursed ülijuhid, mille kriitiline temperatuur oli umbes 179 kraadi alla nulli. See tegi uuringu

materjalid ja see avas ukse ka ülijuhtide olemasolule toatemperatuuril.

Ülijuhtivate materjalide klassifikatsioon

Kui ülijuhile rakendatakse nõrk väline magnetväli, tõrjub see selle. Kui magnetväli on suur, ei ole materjal enam ülijuhtiv. See kriitiline väli peatab materjali ülijuhtimise.

Nende juhtmete kohta tehakse täiendav klassifikatsioon, mis jagab need vastavalt nende võimele välist magnetvälja täielikult varjestada. I tüüpi ülijuhid takistavad täielikult väliste magnetväljade tungimist, ülijuhid aga II tüüpi ülijuhid on selles mõttes ebatäiuslikud, et võimaldavad magnetväljal nende sisse tungida sees.

Ülijuhtivate materjalide kasutusalad ja rakendused

Siiani on ülijuhtide peamine kasulikkus väga tugevate magnetväljade tootmine ilma energia kadumiseta. Seega on neil muu hulgas rakendusi meditsiinis, osakeste kiirendite ehitamisel ja tuumareaktorite juhtimisel. Ülijuhtide areng võimaldab ka arvutite õppimisel rohkem edasi liikuda kiiremini ja suurema mäluga, kiirete magnetlevitatsioonirongide ja võimalusega genereerida elektrienergia tõhusamalt.

Lisaks kasutatakse ülijuhte füüsiline teadusuuringute eesmärgil, näiteks tuumamagnetresonantsiuuringutes ja kõrge eraldusvõimega elektronmikroskoopias.

Ülijuhtivate materjalide saamise meetodid

Ülijuhtivate materjalide hankimine sõltub praegu temperatuuride saavutamisest äärmiselt madal, mistõttu kasutatakse tavaliselt selliseid elemente nagu heelium või lämmastik vedel.

Ülijuhtivate materjalide näited