Supero'tkazgichlar va ularni elektrotexnikada qo'llash imkoniyatlari

2. Supero'tkazgichlar va ularni elektrotexnikada qo'llash imkoniyatlari
Supero'tkazuvchanlik ko'plab o'tkazgichlarning xususiyati bo'lib, ularning elektr qarshiligi ma'lum bir materialning ma'lum bir kritik harorat TC xarakteristikasidan pastroq sovutilganda keskin nolga tushishidan iborat. Supero'tkazuvchanlik 25 dan ortiq metall elementlarda, ko'p miqdordagi qotishmalar va intermetalik birikmalarda, shuningdek, ba'zi PP va polimerlarda topilgan. Nb3Ge birikmasi TC ning rekord darajadagi yuqori qiymatiga ega (taxminan 23 K) asosiy hodisalar. Simob qarshiligining haroratning pasayishi bilan keskin yo'qolishini birinchi marta golland fizigi X. Kamerling-Onnes (1911) kuzatgan (2.1-rasm). U T = 4,15 K da simob yangi holatga o'tadi, degan xulosaga keldi, bu o'ta o'tkazuvchanlik deb ataladi. Biroz vaqt o'tgach, Kamerling-Onnes simobning elektr qarshiligi T < TK da etarlicha kuchli magnit maydonda tiklanganligini aniqladi.
Qarshilikning nolga tushishi juda tor harorat oralig'ida sodir bo'ladi, uning kengligi toza namunalar uchun 10-3-10-4 K ni tashkil qiladi va aralashmalar va boshqa strukturaviy nuqsonlar mavjud bo'lganda ortadi.
Supero'tkazuvchanlik holatida qarshilikning yo'qligi, amalda parchalanmaydigan o'ta o'tkazuvchan halqada oqim qo'zg'atilgan tajribalar bilan eng ishonchli tarzda isbotlangan. Tajribaning variantlaridan birida o'ta o'tkazuvchan metallning ikkita halqasi qo'llaniladi. Halqalarning kattasi mahkam o'rnatiladi, kichiki esa elastik ipga konsentrik tarzda osiladi, shunda ip burilmaganda, halqalarning tekisliklari o'zaro burchak hosil qiladi. Halqalar TC haroratidan past bo'lgan magnit maydon mavjudligida sovutiladi, shundan so'ng maydon o'chiriladi. Bunday holda, halqalarda oqimlar qo'zg'atiladi, ular orasidagi o'zaro ta'sir halqalarning tekisliklari orasidagi dastlabki burchakni kamaytirishga intiladi. Ipning burilishlari va burilish burchagining kuzatilgan doimiyligi halqalardagi oqimlarning o'chirilganligini ko'rsatadi. Bunday tajribalar o'rnatishga imkon berdi Supero'tkazuvchi holatdagi metallning qarshiligi 10-20 Ohm sm dan kam bo'lishi (sof Cu yoki Ag namunalarining qarshiligi suyuq geliy haroratida taxminan 10-9 Ohm sm). Biroq, o'ta o'tkazgich shunchaki ideal o'tkazgich emas va keyinchalik ma'lum bo'ldiki, zaif magnit maydon metallning o'ta o'tkazuvchanlik holatiga o'tishidan oldin yoki keyin yoqilganligidan qat'i nazar, o'ta o'tkazgichga chuqur kirmaydi. Bundan farqli o'laroq, ideal o'tkazgich (ya'ni, yo'qolib ketadigan darajada kichik qarshilikka ega bo'lgan o'tkazgich) unga kirib boradigan magnit oqimni ushlab turishi kerak (2.2-rasm, a, b, c).
va keyinchalik metalning o'ta o'tkazuvchanlik holatiga o'tishidan oldin yoki keyin maydon yoqilganligidan qat'i nazar, zaif magnit maydon o'ta o'tkazgichga chuqur kirmasligini aniqladi. Bundan farqli o'laroq, ideal o'tkazgich (ya'ni yo'qolib ketadigan darajada past qarshilikka ega bo'lgan o'tkazgich) unga kiradigan magnit oqimni ushlab turishi kerak keyinchalik metalning o'ta o'tkazuvchanlik holatiga o'tishidan oldin yoki keyin maydon yoqilganligidan qat'i nazar, zaif magnit maydon o'ta o'tkazgichga chuqur kirmasligini aniqladi. Bundan farqli o'laroq, ideal o'tkazgich (ya'ni yo'qolib ketadigan darajada past qarshilikka ega bo'lgan o'tkazgich) unga kiradigan magnit oqimni ushlab turishi kerak.
2.3-rasm - Supero'tkazuvchi metallda elektron juftlarning hosil bo'lish sxemasi
Supero'tkazuvchi namunadan magnit maydonning chiqarilishi (Meysner effekti) tashqi magnit maydon mavjud bo'lganda, bunday namuna o'zini magnit sezgirligi ?=1/4? bo'lgan bir xil shakldagi ideal diamagnit kabi tutishini anglatadi. Xususan, agar namuna uzun qattiq silindr shakliga ega bo'lsa va tashqi maydon H silindr o'qiga bir xil va parallel bo'lsa, u holda birlik hajmdagi magnit moment M = -H/4? ga teng. Bu normal holatdagi metallga nisbatan mutlaq qiymatdan taxminan 106 baravar yuqori. Meysner effekti H < NK da oʻta oʻtkazuvchi silindrning sirt qatlamida (qalinligi 10-5-10-6 sm) dumaloq soʻndirilmagan tok paydo boʻlishi bilan bogʻliq boʻlib, uning kuchi magnit maydoniga teng boʻladi. bu oqim supero'tkazgich qalinligidagi tashqi maydonni qoplaydi.
Supero'tkazuvchanlikning fizik tabiati. O'ta o'tkazuvchanlik hodisasini faqat kvant tushunchalari yordamida tushunish va asoslash mumkin. Kashf qilinganidan deyarli yarim asr o'tgan bo'lsa ham, qattiq jismlar fizikasida kvant mexanikasi usullari hali to'liq qo'llanilmaganligi sababli bu hodisaning mohiyati ochilmagan. Barcha eksperimental ma'lumotlarni tushuntiruvchi o'ta o'tkazuvchanlikning mikroskopik nazariyasi 1957 yilda amerikalik olimlar Bardin, Kuper va Shriffer tomonidan taklif qilingan (BCS nazariyasi). O'ta o'tkazuvchanlik nazariyasini rivojlantirishga Sovet akademigi N.N.ning ishi katta hissa qo'shdi. Bogolyubov. Belgilangan tushunchalarga ko'ra, o'ta o'tkazuvchanlik hodisasi metalldagi elektronlar bir-biriga tortilganda sodir bo'ladi. Elektronlarni jalb qilish faqat musbat zaryadlangan ionlarni o'z ichiga olgan muhitda mumkin, uning maydoni elektronlar orasidagi Kulon itarilish kuchlarini zaiflashtiradi. Faqat elektr o'tkazuvchanligida ishtirok etadigan elektronlar jalb qilinishi mumkin, ya'ni. Fermi sathi yaqinida joylashgan. Agar bunday tortishish sodir bo'lsa, u holda impuls va spinning yo'nalishi qarama-qarshi bo'lgan elektronlar Kuper deb ataladigan juftlarga bog'lanadi. Kuper juftlarini hosil qilishda hal qiluvchi rolni elektronlarning panjara - fononlarning termal tebranishlari bilan o'zaro ta'siri o'ynaydi. Qattiq jismda elektronlar fononlarni ham yutishi, ham hosil qilishi mumkin. Keling, quyidagi jarayonni aqliy tasavvur qilaylik: elektronlardan biri, panjara bilan o'zaro ta'sirlashib, uni hayajonlangan holatga o'tkazadi va uning impulsini o'zgartiradi; boshqa elektron ham panjara bilan o'zaro ta'sir qilib, uni normal holatga o'tkazadi va uning impulsini ham o'zgartiradi. Natijada, panjara holati o'zgarmaydi, elektronlar esa issiqlik energiyasining kvantlarini - fononlarni almashtiradilar. Bu elektronlar o'rtasida Kulon itarish kuchlaridan oshib ketadigan jozibador kuchlarni keltirib chiqaradigan almashinuv fononlarining o'zaro ta'siri. Panjara ishtirokida fononlarning almashinuvi doimiy ravishda sodir bo'ladi. Soddalashtirilgan shaklda almashinuv fononlarining o'zaro ta'siri diagrammada tasvirlangan (2.3-rasm). Musbat zaryadlangan ionlar orasida harakatlanuvchi elektron panjarani qutblaydi, ya'ni elektrostatik kuchlar ta'sirida o'ziga eng yaqin ionlarni tortadi. Elektron traektoriyasi yaqinida ionlarning bunday siljishi tufayli musbat zaryad zichligi mahalliy darajada oshadi. Birinchisidan keyin harakatlanadigan ikkinchi elektron tabiiy ravishda ortiqcha musbat zaryadga ega bo'lgan mintaqa tomonidan tortilishi mumkin. Natijada, bilvosita, panjara bilan o'zaro ta'sir tufayli, 1 va 2 elektronlar o'rtasida jozibador kuchlar paydo bo'ladi. Ikkinchi elektron birinchisining sherigi bo'ladi - Kuper juftligi hosil bo'ladi. Jozibador kuchlar kichik bo'lgani uchun, juftlashgan elektronlar kosmosda zaif lokalizatsiya qilinadi. Kuper juftining samarali diametri 10-7 m ni tashkil qiladi, ya'ni u minglab elementar hujayralarni qamrab oladi. Bu juft hosilalar bir-birining ustiga chiqadi, doimiy ravishda parchalanadi va qayta hosil bo'ladi, lekin umuman olganda, barcha juftliklar elektron kondensat hosil qiladi, uning energiyasi ichki o'zaro ta'sir tufayli ajratilgan normal elektronlar to'plamidan kamroq bo'ladi. Natijada, supero'tkazgichning energiya spektrida DD energiya bo'shlig'i paydo bo'ladi - bu taqiqlangan energiya holatlari hududida (2.4-rasm). Juftlangan elektronlar energiya bo'shlig'ining pastki qismida joylashgan. Taxminiy hisob-kitob shuni ko'rsatadiki, bunday elektronlar soni ularning umumiy sonining 10-4 ga yaqinini tashkil qiladi.
Energiya bo'shlig'ining kattaligi haroratga bog'liq bo'lib, mutlaq nolda maksimal qiymatga etadi va T = Tw da butunlay yo'qoladi. BCS nazariyasi bo'shliq kengligi va kritik o'tish harorati o'rtasidagi quyidagi munosabatni beradi
(2.1)
Formula (2.1) tajribada juda yaxshi tasdiqlangan. Ko'pgina supero'tkazgichlar uchun energiya bo'shlig'i 10-4-10-3 eV ni tashkil qiladi.
Ko'rsatilgandek, metallning elektr qarshiligi elektronlarning to'rning termal tebranishlari va aralashmalar ta'sirida tarqalishiga bog'liq. Biroq, energiya bo'shlig'i mavjud bo'lganda, elektronlarning asosiy holatdan qo'zg'aluvchan holatga o'tishi uchun issiqlik energiyasining etarli qismi talab qilinadi, bu past haroratlarda elektronlar panjaradan ololmaydi, chunki termal tebranishlar energiyasi. bo'shliqning kengligidan kamroq. Shuning uchun juftlashgan elektronlar strukturaviy nuqsonlarga tarqalmaydi. Kuper juftlarining xususiyati ularning impuls tartibidir, ya'ni barcha juftliklar bir xil impulsga ega va bir-biridan mustaqil ravishda o'z holatlarini o'zgartira olmaydi. Juftlarning harakatini tavsiflovchi elektron to'lqinlar bir xil uzunlik va fazaga ega. Aslida, barcha elektron juftlarning harakatini bitta elektron to'lqinning tarqalishi deb hisoblash mumkin, panjara tomonidan tarqoq bo'lmagan, strukturaviy nuqsonlarni "atrofida oqadi". Juftlarning xatti-harakatlaridagi bunday izchillik elektron kondensatning yuqori harakatchanligi bilan bog'liq: juftlik to'plamlari doimiy ravishda o'zgarib turadi va sheriklarning doimiy o'zgarishi mavjud.
Mutlaq nolda Fermi darajasiga yaqin joylashgan barcha elektronlar juft bo'lib bog'langan. Issiqlik energiyasi tufayli haroratning oshishi bilan elektron juftlarning ma'lum bir qismi buziladi, buning natijasida bo'shliq kengligi kamayadi. Erdan qo'zg'aluvchan darajalarga o'tadigan juftlanmagan elektronlarning harakati panjara nuqsonlari bilan tarqalishi tufayli to'sqinlik qiladi. T = Tsv haroratda barcha juftliklar butunlay buziladi, bo'shliq kengligi yo'qoladi va o'ta o'tkazuvchanlik yo'qoladi
Sovutilganda moddaning o'ta o'tkazuvchanlik holatiga o'tishi juda tor harorat oralig'ida (gradusning yuzdan bir qismi) sodir bo'ladi. Nopokliklar, panjara buzilishlari, don chegaralari natijasida hosil bo'lgan strukturaning bir hil bo'lmaganligi o'ta o'tkazuvchanlikni yo'q qilishga olib kelmaydi, faqat bir holatdan ikkinchi holatga o'tishning harorat diapazoni kengayishiga olib keladi (2.5-rasm). Supero'tkazuvchanlikni yaratish uchun mas'ul bo'lgan elektronlar panjara bilan energiya almashmaydi.
Shuning uchun kritik haroratdan past haroratda metallarning issiqlik o'tkazuvchanligi sezilarli darajada pasayadi.
Supero'tkazuvchilarning magnit xususiyatlari. Supero'tkazuvchilarning eng muhim xususiyati shundaki, tashqi magnit maydon namunaning qalinligiga umuman kirmaydi, eng nozik qatlamda so'nadi.
Magnit maydonning kuch chiziqlari o'ta o'tkazgich atrofida aylanadi. Meysner effekti deb ataladigan bu hodisa, supero'tkazgichning sirt qatlamida, magnit maydonga kiritilganda, namuna qalinligida tashqi maydonni to'liq qoplaydigan dumaloq so'ndirilmagan oqim paydo bo'lishi bilan bog'liq. . Magnit maydonning kirib boradigan chuqurligi odatda 10-7-10-8 m.Shunday qilib, ularning magnit xususiyatlariga ko'ra, supero'tkazgichlar magnit o'tkazuvchanligi bilan ideal diamagnetlar ? = 0. Har qanday diamagnit kabi o'ta o'tkazgichlar magnit maydondan tashqariga suriladi. Bunday holda, itarish effekti shunchalik aniqki, u magnit maydon yordamida yukni kosmosda ushlab turish imkoniyatini ochadi. Xuddi shunday, siz doimiy magnitni o'ta o'tkazuvchan materialning halqasiga osib qo'yishingiz mumkin,
Agar magnit maydon kuchi NSW ning ma'lum bir kritik qiymatidan oshsa, supero'tkazuvchanlik holati yo'q qilinishi mumkin. Materialning magnit maydon ta'sirida o'ta o'tkazuvchanlik holatidan oddiy elektr o'tkazuvchanlik holatiga o'tish xususiyatiga ko'ra, I va II turdagi supero'tkazgichlar ajratiladi. I turdagi supero‘tkazgichlar uchun bu o‘tish maydon kuchi kritik qiymatga yetgan zahoti to‘satdan sodir bo‘ladi. Ikkinchi turdagi supero'tkazgichlar asta-sekin bir holatdan ikkinchisiga o'tadi; ular uchun pastki NSV1 va yuqori NSV2 kritik maydon kuchlari farqlanadi. Ularning orasidagi intervalda material oraliq heterojen holatda bo'lib, unda normal va o'ta o'tkazuvchan fazalar birga mavjud. Ularning hajmlari orasidagi nisbat H ga bog'liq. Shunday qilib, magnit maydon asta-sekin II turdagi supero'tkazgichga kiradi (2.7-rasm).
Magnit maydonning kritik kuchi haroratga bog'liq. T=TSV da u yo'qoladi, lekin harorat OK ga intilishi bilan monoton ravishda ortadi. I turdagi supero'tkazgichlar uchun NSW ning haroratga yaxshi yaqinlikdagi bog'liqligi ifoda bilan tavsiflanadi.
(2.2)
Bu erda NSV(0) - mutlaq nol haroratdagi kritik maydon kuchi. Bog'liqlik (2.2.) 2.7, a-rasmdagi egri chiziqlar bilan tasvirlangan. I va II turdagi supero'tkazgichlarning xususiyatlaridagi farqlar 2.7-rasm, b, s da ko'rsatilgan faza diagrammalarini ta'kidlaydi. II turdagi supero'tkazgichlarda mavjud bo'lgan oraliq (aralash) holat mintaqasi haroratning pasayishi bilan kengayadi. NSV1 va NSV2 o'rtasidagi farq yuzlab marta bo'lishi mumkin. I turdagi supero'tkazgichlar uchun kritik magnit maydon kuchi taxminan 105 A / m ni tashkil qiladi, II turdagi supero'tkazgichlar uchun esa yuqori tanqidiy maydon kuchining qiymati 107 A / m dan oshishi mumkin. Supero'tkazuvchanlik nafaqat tashqi magnit maydon, balki ICB ma'lum bir kritik qiymatdan oshsa, supero'tkazgich orqali o'tadigan oqim tomonidan ham yo'q qilinishi mumkin. I turdagi supero'tkazgichlar uchun cheklovchi oqim zichligi namuna yuzasida kritik magnit maydon kuchiga erishish bilan cheklanadi. r radiusi dumaloq kesimli uzun tekis sim bo'lsa, cheklovchi oqim formula bilan aniqlanadi.
(2.3)
Supero'tkazuvchi elementlarda oqim nozik sirt qatlamida oqayotganligi sababli, sim diametrining oshishi bilan butun kesimga nisbatan o'rtacha oqim zichligi kamayadi. II turdagi supero'tkazgichlar uchun (2.3) munosabat qanoatlanmaydi va ICB va IICB o'rtasidagi munosabatlar murakkabroq.
O'ta o'tkazuvchan materiallar. Kriogen haroratlarda o'ta o'tkazuvchanlik hodisasi tabiatda juda keng tarqalgan. 26 ta metal o'ta o'tkazuvchanlikka ega. Ularning ko'pchiligi 4,2 K dan past bo'lgan kritik o'tish haroratiga ega bo'lgan I turdagi supero'tkazgichlardir. Bu ko'pchilik o'ta o'tkazuvchan metallarni elektr maqsadlarida ishlatish mumkin emasligining sabablaridan biridir. Yana 13 ta element yuqori bosimlarda o'ta o'tkazuvchanlik xususiyatiga ega. Ular orasida kremniy, germaniy, selen, tellur, surma va boshqalar kabi yarim o'tkazgichlar bor. Shuni ta'kidlash kerakki, normal sharoitda eng yaxshi o'tkazgich bo'lgan metallar o'ta o'tkazuvchanlikka ega emas. Bularga oltin Au, mis Cu, kumush Ag kiradi. Ushbu materiallarning past qarshiligi elektronlarning panjara bilan zaif o'zaro ta'sirini ko'rsatadi. Bunday zaif o'zaro ta'sir Kulon repulsiyasini engib o'tishga qodir bo'lgan mutlaq nolga yaqin etarli darajada elektronlararo tortishuvni yaratmaydi. Shuning uchun ularning o'ta o'tkazuvchanlik holatiga o'tishi sodir bo'lmaydi.
Sof metallarga qo'shimcha ravishda, ko'plab intermetalik birikmalar va qotishmalar o'ta o'tkazuvchanlikka ega. Hozirgi vaqtda ma'lum bo'lgan o'ta o'tkazgichlarning umumiy soni 2000 ga yaqin. Ularning orasida Nb qotishmalari va niobiy birikmalari eng yuqori kritik parametrlarga ega (2.1-jadval va 2.2-jadval). Ulardan ba'zilari suyuq geliy o'rniga o'ta o'tkazuvchanlik holatiga erishish uchun arzonroq sovutgich, suyuq vodoroddan foydalanish imkonini beradi .
Supero'tkazuvchanlikning paydo bo'lishining asosiy sabablari qat'iy belgilangan bo'lishiga qaramay, zamonaviy nazariya ma'lum o'ta o'tkazgichlar uchun Tk yoki Hk qiymatlarini hisoblash yoki ularni yangi supero'tkazuvchi qotishma uchun taxmin qilish imkonini bermaydi. Biroq, bir qator empirik qonuniyatlar - Mattias qoidalari (1955) - yuqori Tc va Hc bo'lgan qotishmalarni qidirish yo'nalishini aniqlash imkonini beradi.
2.1-jadval - Supero'tkazuvchilarning o'ziga xos xususiyatlari
Материал
|
ТСВ, К
|
μ0НСВ1(0), Тл
|
μ0НСВ2(0), Тл
|
JДОU(0), А/м2
|
Отличительные особенности
|
V3Ga
|
14,8
|
0,6
|
21
|
1,6·109
|
Удовлетворительные механические свойства
|
V3Si
|
17,0
|
0,62
|
23,4
|
2·109
|
То же
|
Nb3Sn
|
18,3
|
0,54
|
24,5
|
2,4·109
|
Высокая плотность тока, технологичность
|
Nb3Ga
|
20,3
|
-
|
34,0
|
-
|
Высокая температура перехода, технологичность
|
Nb3Gе
|
21-24,3
|
-
|
37,0
|
109
|
Наиболее высокая температура перехода
|
2.2-jadval - Supero'tkazuvchilarning kritik parametrlarining qiymatlari
Вещество
|
Критическая температура ТК, К
|
Критическое поле Н0,Э
|
|
Сверхпроводники 1-го рода
|
|
Свинец
|
7,2
|
800
|
Тантал
|
4,5
|
830
|
Олово
|
3,7
|
310
|
Алюминий
|
1,2
|
100
|
Цинк
|
0,88
|
53
|
Вольфрам
|
0,01
|
1.0
|
Ниобий
|
9,25
|
4000
|
Сплав НТ-50
|
|
|
(Ni-Ti-Zr)
|
9,7
|
100000
|
Сплав Ni-Ti
|
9,8
|
100000
|
V3Ga
|
14,5
|
350000
|
Nb3Sn
|
18,0
|
250000
|
|
Сверхпроводники 2-го рода
|
|
PbMo4S8
|
~
|
600000
|
Nb3Ge
|
23
|
±
|
GeTe*
|
0,17
|
-
|
SrTiO3
|
0,2-0,4
|
130
|
Barcha intermetalik birikmalar va qotishmalar II turdagi supero'tkazuvchilardir. Biroq, moddalarning o'ta o'tkazuvchanlik xususiyatlariga ko'ra ikki turga bo'linishi mutlaq emas. Har qanday I turdagi supero'tkazgich, agar unda kristall panjara nuqsonlarining etarli konsentratsiyasi hosil bo'lsa, II turdagi super o'tkazgichga aylantirilishi mumkin. Masalan, sof qalay Tsv = 3,7 K ga ega, lekin qalayda keskin bir jinsli bo lmagan mexanik deformatsiya yuzaga kelsa, u holda kritik harorat 9 K gacha, kritik magnit maydon kuchi esa 70 marta ortadi.
Ferro- yoki antiferromagnetizm mavjud bo'lgan tizimlarda o'ta o'tkazuvchanlik hech qachon kuzatilmaydi. Yarimo'tkazgichlarda o'ta o'tkazuvchanlik holatining shakllanishiga erkin elektronlarning past konsentratsiyasi to'sqinlik qiladi. Shu bilan birga, yuqori o'tkazuvchanlikka ega bo'lgan materiallarda elektronlar orasidagi Kulon itarilish kuchlari sezilarli darajada zaiflashadi. Shuning uchun ularning ba'zilari past haroratlarda o'ta o'tkazgichlarning xususiyatlarini ham namoyon qiladi. Masalan, ferroelektriklar guruhiga kiruvchi stronsiy titanat (SrTiO3). Bir qator yarim o'tkazgichlarni yuqori konsentratsiyali qo'shimcha moddalar (GeTe, SnTe, CuS va boshqalar) qo'shish orqali o'ta o'tkazuvchanlik holatiga o'tkazish mumkin.
Hozirgi vaqtda sanoat turli maqsadlar uchun keng turdagi o'ta o'tkazuvchan simlar va lentalarni ishlab chiqaradi. Bunday o'tkazgichlarni ishlab chiqarish katta texnologik qiyinchiliklar bilan bog'liq. Ular ko'pgina supero'tkazgichlarning yomon mexanik xususiyatlari, past issiqlik o'tkazuvchanligi va simlarning murakkab tuzilishi bilan bog'liq. Kritik parametrlari yuqori bo'lgan intermetalik birikmalar ayniqsa mo'rt. Shuning uchun, oddiy simlar va lentalar o'rniga ikkita (odatda mis bilan supero'tkazgich) va hatto bir nechta metallardan kompozitsiyalarni yaratish kerak. Mo'rt intermetallardan simli simlarni olish uchun sanoat tomonidan o'zlashtirilgan bronza usuli (yoki qattiq fazali diffuziya usuli) ayniqsa istiqbolli. Ushbu usulga ko'ra, bosish va chizish orqali qalay bronza matritsasida yupqa niobiy filamentlardan kompozitsiya hosil bo'ladi. Bronzadan olingan qalay Sn qizdirilganda niobiy Nb ga tarqaladi va uning yuzasida niobiy stannidi Nb3Sn yupqa o'ta o'tkazuvchan plyonka hosil qiladi. Bunday to'plamni egish mumkin, lekin plyonkalar buzilmagan holda qoladi [6, p.74]. Fan va texnikaning turli sohalarida o'ta o'tkazgichlarni qo'llash. Supero'tkazuvchi elementlar va qurilmalar fan va texnikaning turli sohalarida tobora ko'proq foydalanilmoqda. Yuqori oqimdagi o'ta o'tkazuvchanlikni sanoatda qo'llash bo'yicha keng ko'lamli uzoq muddatli dasturlar ishlab chiqilgan. Supero'tkazuvchi elementlar va qurilmalar fan va texnikaning turli sohalarida tobora ko'proq foydalanilmoqda. Yuqori oqimdagi o'ta o'tkazuvchanlikni sanoatda qo'llash bo'yicha keng ko'lamli uzoq muddatli dasturlar ishlab chiqilgan. Supero'tkazuvchi elementlar va qurilmalar fan va texnikaning turli sohalarida tobora ko'proq foydalanilmoqda. Yuqori oqimdagi o'ta o'tkazuvchanlikni sanoatda qo'llash bo'yicha keng ko'lamli uzoq muddatli dasturlar ishlab chiqilgan.
Supero'tkazuvchilarning asosiy qo'llanilishidan biri o'ta kuchli magnit maydonlarni olish bilan bog'liq. Supero'tkazuvchi solenoidlar kosmosning etarlicha katta hududida 107 A / m dan ortiq kuchga ega bo'lgan yagona magnit maydonlarni olish imkonini beradi, temir yadroli an'anaviy elektromagnitlarning chegarasi esa 106 A / m ga teng. Bundan tashqari, supero'tkazuvchi magnit tizimlarda doimiy oqim aylanadi, shuning uchun tashqi quvvat manbai talab qilinmaydi. Kuchli magnit maydonlar ilmiy tadqiqotlar uchun zarurdir. Supero'tkazuvchi solenoidlar sinxrofazotronlar va boshqa elementar zarracha tezlatgichlarida o'lcham va energiya sarfini sezilarli darajada kamaytirishga imkon beradi. Boshqariladigan termoyadroviy termoyadroviy reaktorlarda plazmani cheklash uchun o'ta o'tkazuvchan magnit tizimlardan foydalanish istiqbolli. magnetogidrodinamik (MHD) issiqlik energiyasini elektr energiyasiga aylantiruvchi qurilmalarda, yirik energiya tizimlari miqyosida eng yuqori quvvatlarni qoplash uchun induktiv energiya saqlash qurilmalari sifatida. Supero'tkazuvchilar qo'zg'atuvchi o'rashli elektr mashinalarini ishlab chiqish keng rivojlanmoqda. Supero'tkazgichlardan foydalanish elektr po'lat yadrolarini mashinalardan chiqarib tashlashga imkon beradi va shu bilan quvvatni saqlab turganda ularning og'irligi va o'lchamlarini 5-7 marta kamaytiradi. Yuqori quvvat darajasiga (o'nlab dan yuzlab megavattgacha) mo'ljallangan supero'tkazuvchi transformatorlarni yaratish iqtisodiy jihatdan oqlanadi. Turli mamlakatlarda to'g'ridan-to'g'ri va o'zgaruvchan toklar uchun o'ta o'tkazuvchan elektr uzatish liniyalarini rivojlantirishga katta e'tibor qaratilmoqda. Plazma qurollarini quvvatlantirish uchun impulsli o'ta o'tkazuvchan bobinlarning prototiplari va qattiq holatdagi lazerlar uchun nasos tizimlari ishlab chiqilgan. Radiotexnikada o'ta o'tkazuvchan bo'shliqli rezonatorlar qo'llanila boshlandi, ular elektr qarshiligining ahamiyatsizligi tufayli juda yuqori sifat omiliga ega.
|