40 Esimerkkejä suprajohtavista materiaaleista

Suprajohtavat materiaalit

 suprajohtavat materiaalit Ne ovat niitä, joilla on tietyissä olosuhteissa kyky johtaa sähkövirtaa ilman vastusta tai energian menetystä. Esimerkiksi: Elohopea, litium, titaani, kadmium.

Suprajohtimen vastus, toisin kuin siinä tapahtuu Kuljettajat kuten kulta ja hopea, putoaa voimakkaasti nollaan, kun materiaali jäähtyy sen alapuolelle lämpötila Kriittinen: Suprajohtavan langan spiraalissa virtaava sähkövirta voi kiertää loputtomasti ilman virtalähdettä.

Suprajohtavuuden löytäminen

Suprajohtavuus on kvanttimekaniikkaan liittyvä ilmiö, jonka hollantilainen tutkija Heike löysi vuonna 1911 Kamerlingh Onnes, joka havaitsi, että elohopean sähköinen vastus hävisi, kun se jäähdytettiin 4 kelvinin lämpötilaan (-269 ° C).

Suprajohtavuus esiintyy normaalisti matalissa lämpötiloissa, vaikka johtaja pystyy siihen toimii suprajohtimena, on myös välttämätöntä, että virtaa tai magneettikenttää ei ylitetä kriitikot.

Ensimmäiset löydetyt suprajohteet toimivat kriittisissä lämpötiloissa, jotka ovat noin 250 ° C nollan alapuolella. 1980-luvulla löydettiin korkean lämpötilan suprajohteita, joiden kriittinen lämpötila oli noin 179 ° C alle nollan. Tämä teki tutkimuksen

materiaaleja ja se avasi myös oven suprajohteiden olemassaololle huoneenlämmössä.

Suprajohtavien materiaalien luokitus

Jos suprajohteeseen kohdistetaan heikko ulkoinen magneettikenttä, se hylkii sen. Kun magneettikenttä on suuri, materiaali ei ole enää suprajohtavaa. Tämä kriittinen kenttä estää materiaalin suprajohtavan.

Näille johtimille on tehty ylimääräinen luokitus, joka jakaa ne niiden kyvyn mukaan suojata ulkoinen magneettikenttä kokonaan. Tyypin I suprajohteet estävät kokonaan ulkoisten magneettikenttien tunkeutumisen, kun taas suprajohteet Tyypin II suprajohteet ovat epätäydellisiä siinä mielessä, että ne antavat magneettikentän tunkeutua niiden sisään sisällä.

Suprajohtavien materiaalien käyttö ja käyttö

Tähän asti suprajohteiden tärkein hyöty on erittäin voimakkaiden magneettikenttien tuottaminen ilman energian menetystä. Siksi heillä on sovelluksia muun muassa lääketieteessä, hiukkaskiihdyttimien rakentamisessa ja ydinreaktorien ohjauksessa. Suprajohteiden kehitys mahdollistaa myös etenemisen tietokoneiden tutkimuksessa nopeampi ja suurempi muisti, nopeat magneettiset levitaatiojunat ja mahdollisuus Tuottaa Sähkövoima tehokkaammin.

Lisäksi suprajohteita käytetään fyysinen tutkimustarkoituksiin, esimerkiksi ydinmagneettisen resonanssin tutkimuksissa ja korkean resoluution elektronimikroskopiassa.

Menetelmät suprajohtavien materiaalien saamiseksi

Suprajohtavien materiaalien hankkiminen riippuu tällä hetkellä lämpötilojen saavuttamisesta erittäin alhainen, minkä vuoksi käytetään yleensä heliumia tai typpeä nestemäinen.

Esimerkkejä suprajohtavista materiaaleista