40 voorbeelden van supergeleidende materialen

Supergeleidende materialen

De supergeleidende materialen Dit zijn degenen die, onder bepaalde omstandigheden, in staat zijn om elektrische stroom te geleiden zonder enige weerstand of verlies van energie. Bijvoorbeeld: Kwik, lithium, titanium, cadmium.

De weerstand van een supergeleider, in tegenstelling tot wat er gebeurt in chauffeurs zoals goud en zilver, daalt scherp tot nul wanneer het materiaal afkoelt tot onder zijn temperatuur- Kritiek: een elektrische stroom die in een supergeleidende draadspiraal vloeit, kan oneindig circuleren zonder stroomvoorziening.

Ontdekking van supergeleiding

Supergeleiding is een fenomeen dat verband houdt met de kwantummechanica en werd in 1911 ontdekt door de Nederlandse wetenschapper Heike Kamerlingh Onnes, die opmerkte dat de elektrische weerstand van kwik verdween wanneer het werd afgekoeld tot een temperatuur van 4 Kelvin (-269 °C).

Supergeleiding treedt normaal gesproken op bij lage temperaturen, maar om een ​​geleider te kunnen functie als supergeleider, is het ook noodzakelijk dat een stroom of magnetisch veld niet wordt overschreden critici.

De eerste ontdekte supergeleiders werkten bij kritische temperaturen van ongeveer 250 ° C onder nul. In de jaren tachtig werden hoge-temperatuur-supergeleiders ontdekt, die een kritische temperatuur hadden van ongeveer 179 ° C onder nul. Dit maakte de studie van materialen en het opende ook de deur naar het bestaan ​​van supergeleiders bij kamertemperatuur.

Classificatie van supergeleidende materialen

Als een zwak extern magnetisch veld wordt toegepast op een supergeleider, stoot het deze af. Wanneer het magnetische veld hoog is, is het materiaal niet langer supergeleidend. Dit kritieke veld zorgt ervoor dat een materiaal niet supergeleidend is.

Een aanvullende classificatie met betrekking tot deze geleiders is degene die ze verdeelt op basis van hun vermogen om een ​​extern magnetisch veld volledig af te schermen. Supergeleiders van type I voorkomen het binnendringen van externe magnetische velden volledig, terwijl supergeleiders Type II supergeleiders zijn onvolmaakt in die zin dat ze het magnetische veld doorlaten in hun binnen.

Gebruik en toepassingen van supergeleidende materialen

Tot nu toe is het belangrijkste nut van supergeleiders de productie van zeer sterke magnetische velden zonder energieverlies. Zo hebben ze toepassingen in onder meer de geneeskunde, de bouw van deeltjesversnellers en de besturing van kernreactoren. De ontwikkeling van supergeleiders maakt het ook mogelijk om verder te komen in de studie van computers computers sneller en met meer geheugen, snelle magnetische levitatietreinen en de mogelijkheid van: genereren elektrische energie efficiënter.

Daarnaast worden supergeleiders gebruikt in laboratoria van fysiek voor onderzoeksdoeleinden, bijvoorbeeld in nucleaire magnetische resonantiestudies en hoge resolutie elektronenmicroscopie.

Methoden voor het verkrijgen van supergeleidende materialen

Het verkrijgen van supergeleidende materialen is voorlopig onderworpen aan het bereiken van temperaturen extreem laag, daarom worden meestal elementen zoals helium of stikstof gebruikt vloeistof.

Voorbeelden van supergeleidende materialen