Сверхпроводимость элементов

Критические температуры сверхпроводимости элементов, К [c.636]

Сверхпроводимость обнаружена у 30 элементов и около тысячи сплавов. [c.638]

СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ — явление, заключающееся в том, что при охлаждении металлов, сплавов и отдельных химических соединений ниже определенной, т. наз. критической температуры Тк, исчезает электрическое сопротивление (уменьшается до величины, которую нельзя измерить даже самыми чувствительными приборами). Для чистых элементов Тк изменяется от 0,35 (Н1) до [c.219]

Ниобий и некоторые его сплавы обладают сверхпроводимостью. Основное применение металлы этих элементов находят в металлургии сталей и сплавов. [c.523]

Особое место среди простых веществ УПТА-группы занимает гелий. Во-первых, это наиболее трудно сжижаемый газ во-вторых, это единственный элемент, для которого твердое состояние достигается только при повышенном давлении (около 25 10 Па), в-третьих, в жидком состоянии гелий обладает особыми свойствами. Вплоть до температуры 2,172 К гелий — это бесцветная, прозрачная, легкая жидкость Не-1 (примерно в 10 раз легче воды). При отмеченной температуре наблюдается так называемый фазовый переход П рода (не сопровождаемый тепловым эффектом) и вплоть до сколь угодно низких температур, приближающихся к абсолютному нулю, гелий существует в виде жидкого Не-П. Эта жидкость с особыми и уникальными свойствами она практически не обладает вязкостью (сверхтекучесть), имеет колоссальную теплопроводность (в 3-10 раз больше гелия-1), а также проявляет ряд других аномальных эффектов. Эти явления связаны с тем, что при температуре 1—2 К длина волны де Бройля для атома гелия сравнима со средним межатомным расстоянием (т. е. объясняются с позиций квантовой механики). Поэтому сверхтекучий Не-П называют квантовой жидкостью. Из-за сверхтекучести гелий можно перевести в твердое состояние только под большим давлением. Существует глубокая аналогия между сверхтекучестью гелия-П и сверхпроводимостью металлов. При низких температурах свободные электроны в металлах также ведут себя как электронная квантовая жидкость . [c.391]

Для соединений низшей степени окисления d-металлов характерна значительная широта области гомогенности они сохраняют кристаллическую структуру при значительных колебаниях количественного состава. При наличии кислородных вакансий оксид титана ТЮ обладает металлической проводимостью. Эти свойства особенно часто проявляют соединения -металлов с элементами-окислителями с относительно небольшой электроотрицательностью (S, N, С, Si, В). Их назьшают металлообразными соединениями. Они обладают значительной широтой области гомогенности, проводят электрический ток и многие из них переходят в состояние сверхпроводимости. Металлообразные соединения растворяются в металлах, образуя главным образом жидкие растворы, распадающиеся в процессе кристаллизации. Образование таких соединений особенно характерно для -металлов, в которых электроны подуровня d принимают участие в образовании химических связей в первую очередь. [c.332]

В разд. 3 приведены сведения, необходимые для расчета теплообмена в устройствах, работающих при низких температурах в элементах сверхпроводящих систем. Практическое использование сверхпроводимости привело в настоящее время к созданию принципиально новых энергетических и электротехнических устройств. Обеспечение надежной работы таких устройств неразрывно связано с решением вопросов тепловой стабилизации сверхпроводящих элементов при гелиевых температурах. В разделе освещаются необходимые для этого закономерности теплоотдачи к гелию, находящемуся в жидком или газообразном состоянии, методики расчета теплопритоков в криогенные системы, а также свойства конструкционных материалов при низких темпера-турах. [c.9]

Область практического использования сверхпроводимости. В настоящее время в стадии промышленного освоения находятся мощные сверхпроводящие магнитные системы для создания сильных магнитных полей в термоядерных и МГД-установках, Успешно решаются научные и технические вопросы создания сверхпроводящих накопителей электрической энергии лабораторную апробацию проходят образцы генераторов, двигателей, трансформаторов со сверхпроводящими обмотками и сверхпроводящие линии электропередачи разрабатывается высокоскоростной наземный транспорт на сверхпроводящем магнитном подвесе прорабатываются вопросы создания быстродействующих элементов счетно-решающих устройств необыкновенные возможности открываются перед приборостроением. Эти и многие другие примеры практического использования явления сверхпроводимости (подробнее о техническом использовании сверхпроводимости см, [27]) свидетельствуют о том, что в настоящее время сверхпроводимость превращается из объекта научных лабораторных исследований в важнейшую отрасль промышленности, критерием полезности которой является ее экономическая целесообразность. [c.223]

Достоинством метода РФЭС является возможность определения магнитных свойств поверхности твердого тела, что очень важно для решения ряда задач материаловедения (например, при исследовании сверхпроводимости). Метод РФЭС позволяет изучать распределение элементов по глубине с шагом 0,5—1,0 нм. Для этого либо используют спектрометры с угловым разрешением, позволяющие детектировать электроны, выходящие с поверхности образца под разными углами (и соответственно с разных глубин), либо стравливают с постоянной [c.263]

Криотроны. Сверхпроводящий переключатель (криотрон) относится к первым системам, практически использовавшим эффект сверхпроводимости (1956 г.). Рассмотрим принципиальную схему криотрона (рис. 128). Центральный сверхпроводник 1 имеет обмотку 2 также из сверхпроводящего материала. Для проводника 1 величина Не меньше, чем для обмотки 2. Пропуская достаточно большой ток по обмотке 2, можно разрушать сверхпроводимость — выключать ток в центральном стержне 1. Малогабаритные элементы такого рода являются перспективными для быстродействующих вычислительных машин. [c.249]

В последнее время рений и его соединения находят все большее применение в промышленной практике. Высокая температура плавления металлического рения и его сплавов с рядом других металлов позволяет применять его как жаростойкий материал [I]. Высокое значение термо-эдс сплавов рения с вольфрамом или платиной широко используется в электронной и электровакуумной технике [2—5]. Сверхпроводимость металла высокой чистоты, вероятно, позволит применять его в качестве логических элементов в электронно-решающих устройствах. [c.245]

В связи с возникшей задачей получения технеция, обладающего рядом интересных свойств (ингибирующее действие, сверхпроводимость и т. д.), необходимо было изучить некоторые химические и физико-химические свойства этого элемента. Особенно необходимым оказалось изучение тех его свойств, которые могли бы быть использованы в аналитической химии. [c.327]

Из других физических свойств технеция следует отметить сравнительно недавно установленную сверхпроводимость этого элемента. Температура, при которой начинает обнаруживаться явление сверхпроводимости для технеция, является наивысшей по сравнению с другими элементами (Г = 11,2°К). Из наиболее интересных ядерных свойств технеция (Те ) следует указать на очень малое сечение активации тепловыми нейтронами. [c.456]

В области сверхнизких температур открыто еще одно применение элемента № 64. Сплав гадолиния с церием и рутением в этих условиях приобретает сверхпроводимость и в то же время обнаруживает слабый ферромагнетизм. Таким образом, для магнетохимии представляют непреходящий интерес и сам гадолиний, и его соединения, и сплавы. Другой сплав гадолиния — с титаном — применяют в качестве активатора в стартерах люминесцентных ламп. Этот сплав впервые получен в нашей стране. [c.105]

В истории химических элементов есть замечательные вехи, важные события, открытия, после которых их значение возрастает неизмеримо. Вспомним открытие деления урана, обнаружение полупроводниковых свойств у германия, доказательство сверхпроводимости и сверхтекучести жидкого гелия. После этого элемент как бы переживает второе рождение. Стоило лишь глубже копнуть редкие земли, как выяснилось, что перспективы их использования поистине необычайны. [c.209]

У нек-рых элементов, напр. Bi при 7° К и Д. 20000—40000 ат, наступает состояние сверхпроводимости. [c.346]

Применение карбидов и нитридов основано на свойствах этих веществ, позволяющих использовать их в экстремальных условиях. Особый интерес представляют карбиды и нитриды переходных металлов, 4/- и 5/ Элементов. Большинство карбидов и нитридов по электрическим и магнитным свойствам сходны с соответствующими металлами. Некоторые нитриды (например, МЬН), карбиды МЬС, МЬзС, С и другие обладают свойствами сверхпроводимости при очень низких температурах. Из таких нитридов и карбидов изготовляют контакты, работ ющие в условиях резко переменных температур (комнатная температура — температура жидкого гелия). Существенным недостатком нитридов и карбидов, ограничивающим области их применения, является хрупкость. [c.244]

Нитриды GaN, InN, TIN принадлежат к соединениям типа А "В (А — элемент III группы, а В — элемент V группы). Эти соединения изоэлектронны простым веществам, образованным элементами IV группы (например, Si, Ge) и обладают полупроводниковыми свойствами. В большинстве полупроводниковых соединений типа, А "В атомы находятся в тетраэдрической координации друг относительно друга и кристаллизуются в решетке типа сфалерита или вюртцита. Так, GaN, InN и TIN кристаллизуются в решетке типа вюртцита, а МР, MAs, MSb, где M=Ga, In — в решетке типа сфалерита. Нитриды элементов подгруппы галлия отличаются высокой химической устойчивостью и близки по структуре к алмазу и алмазоподобному BN. Наибольшей химической устойчивостью отличается GaN. Он не взаимодействует с водой, разбавленными и концентрированными кислотами, устойчив при нагревании на воздухе до 1000° С. При комнатной температуре GaN является полупроводником, а при низких температурах обладает сверхпроводимостью. По своей химической устойчивости InN значительно уступает GaN, он легко реагирует с растворами кислот и щелочей, окисляется на воздухе выше 300° С. Теплоты образования GaNxB и InNxB при 25° С соответственно равны 26,4 и 4,2 ккал/моль. [c.177]

Как видно из табл. 69, в I и П периодах нет сверхпроводников, число их увеличивается с возрастанием номера периода, т. е. большое число электронных уровней в атоме благоприятствует проявлению сверхпроводнико-вых свойств. Большинство сверхпроводников относится к -элементам (14), у р-элементов их только 7, у /-элементов — только 2, а у з-элементов сверхпроводников нет. Все эти данные находятся в согласии с правилом Пайнса, по которому сверхпроводимость наблюдается только у тех металлов, у которых число валентных электронов > 2 и 8 при отсутствии ферромагнитных свойств. [c.219]

Пытаясь выяснить роль примесей в формировании остаточного сопротивления [см. (392а)], Камерлинг-Оннес провел в 1911 г. опыты с очищенной ртутью. Результаты этих опытов оказались неожиданными при температуре 4,2 К электрическое сопротивление ртути в интервале температуры —0,05 К падало до нуля. Электрический ток, индуцированный в кольце из такого проводника, сохранялся неизменным в течение сколь угодно долгого времени. Это явление, естественно, получило название сверхпроводимости. Температура при которой происходит переход вещества в сверхпроводящее состояние, называли критической температурой. В настоящее время сверхпроводимость обнаружена у 30 химических элементов и более чем у 1000 сплавов и химических соединений. Критические-температуры известных сверхпроводников лежат в интервале от очень низких температур до —23 К в случае сплавов системы МЬ—Ое. [c.258]

Основными элементами, отличающими установку циклического действия от описанной выше уста-н01н<п периодического действия, яз-ляются тепловые ключи К1 и Ля-Принцип их действия основан на том, что при разрушении сверхпроводимости материалов наложением си ьного магнитного поля их теплопроводность резко возрастает. На-лрнмер теплопроводность чистого свинца в сверхпроводящем состоянии меньше его теплопроводности в состоянии, когда сверхпроводимость, разрушена (при той же температуре), на один-два порядка. [c.296]

Нек-рые вопросы, разрабатываемые теоретич. Н. х., являются одновременно и проблемами физики и физ. химии. Напр., квантово-хим. описание электронной конфигурацш атомов и ионов, проблемы происхождения хим. элементов и их превращений в космосе, создание теории высокотемпературной сверхпроводимости и др. [c.212]

Сверхпроводимость большинства оксидных высокотемпературных С. связана гл. обр. с проводящими слоями Си-С), роль остальных элементов сводится к сохранению нужной кристаллич. структуры. В С. типа YBa2 uз07 5 замена Y на др. трехвалентные РЗЭ, в т.ч. обладающие магн. св-вами, практически не сказывается на значении Т . В результате, напр, при М = N(1, Зш, 0(1, Ву и Ег, С. переходят в антиферромагн. состояние без разрушения сверхпроводимости (антиферромагнитные С.). [c.297]

Простаи цепь MB Рев NiB 1,77 1,72 Зигзагообразная цепь с большинством переходных элементов — вещество серого цвета Поивление сверхпроводимости у NbB при Тк 8,25 К [c.271]

НИТРИДЫ, соедввевия азога с более электроположит. элементами. Кристаллич. в-ва. Большинство Н. неметаллов — диэлектрики и полупроводники. Н. щел. металлов — диэлектрики, большинство при нагрев, разлаг. без плавления, окисл. на воздухе, гидролизуется водой с образованием гидроксидов металлов и- NHa. И. щел.-зем. металлов и РЗЭ плавятся без разложения выше 1500 С, окисл. на воздухе, разлаг. водой с выделением NH3. И. переходных металлов IV — V групп — металлоподобщле соед., обладают сверхпроводимостью, высокой твердостью, плавятся без разложения при температурах до 3000°С, химически устойчивы. См., например. Алюминия нитрид. Бора нитрид. Кремния нитрид. Титана нитрид. [c.381]

В главе IV приведены данные об электрических и магнитных свойспвах элементов. Значения электросопротивления элементов даны для максимально широких температурных интервалов. Электросопротивление является структурно чувствительным свойством и существенно зависит от чистоты веществ. Поэтому приведенные данные ианболее достоверны для веществ, получаемых в высокочистом состоянии и предназначенных для новых областей техники. Данные о сверхпроводимости заимствованы из литературы практически без изменений. Приведенные значения удельной магнитной восприимчивости легко могут быть пересчитаны яа атомную или молекулярную массу умножением соответственно на атомную или молекулярную массу. В разделе эмиссионных характеристик приведены значения работы выхода при электронной эмиссии, измеренные различными методами и вычисленные теоретически. [c.7]

В последние годы с развитием новой техники эти элементы, как и другие рассеянные редкие элементы, приобретают большое значение для получения специальных сплавов и других целей галлий — для электроплавких предохранителей, пожарных сигналов, вакуумных насосов таллий, который обладает сверхпроводимостью ниже минус 200° С,— в космотехнике и т. д. [c.248]

Сверхпроводниковые болометры. В этом случае действие элемента основывается на резком изменении сопротивления, происходящем в условиях перехода в состояние сверхпроводимости. Температурный коэффициент сопротивления положителен и велик R dRldT 1). [c.231]

МОСТЬ достаточно распространена среди элементов, соединений и сплавов, Тс выше 10 К сравнительно редки. Сверхпроводимость с высокими Тс очень часто наблюдается у карбидов и нитридов. Сплавы на основе NbN имеют также очень высокие верхние критические поля и критические токи. Сверхпроводимость в этих сплавах наблюдается в магнитных полях выше 200 кГс, а плотность тока составляет 10 А/см даже в полях 100 кГс. Параметры сверхпроводимости зависят от относительного содержания неметалла и металла, дефектности структуры и методов приготовления. Во многих случаях соотношение между отдельными параметрами сверхпроводимости и составом и дефектностью однозначно не установлено. Несмотря на то что нитриды обладают необычными сверхпроводящими свойствами, они не нашли широкого применения в сверхпроводящих схемах. Тонкие пленки нитридов, по-видимому, наиболее целесообразно применять в таких устройствах, как джо-зефсоновские контакты. [c.16]

ПРИЛОЖЕНИЕ IV СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ РЕДКИХ ЭЛЕМЕНТОВ [2 80] (температуры перехода чистых металлов в сверхпроводкмое состояние) [c.367]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология