Справочник по электротехническим материалам. Под ред. Ю.В.Корицкого и др. Том 3 (3-е изд., 1988) (1152098), страница 113
Текст из файла (страница 113)
В табл. 16.5 приведены некоторые характерные сверхпроволяшие сплавы. ]4 16.2] Сверхпроводимость чистил элементов, сплавов и соединений Таблица !6.3. Свойства металлов, обладающих сверхпронодимостью при обычном давлении Напряженность критического магнитппго поля Н ь Тенпература плазлеиия, 'С Температура девая, К Элемент 7, К Тпп структуры ,. 420 1! 60 300 317 90 109 420 140 П(к Гексагональнаяя Гексагональная Ромбоэдрическая Ромбическая Теграгональная г((к Гексагональная ГЦК ОЦК 01(К Гексагональнвя 600 1283 321 29,8 — 38,9 156 2450 900 ПХК Гексагональная Гексагонвльная Тетрагональная ОЦК Гексагональная ГЦК Гексагональная Гексагональная Ромбоздрическая оцк ОЦК Гексагональная Гексагональная П р и м е ч а и и я: !. Для Ь(Ь и Ч указаны напряженности термодинамических критических мвгнитных полей.
2. ГПК вЂ” гранецентрированная кубичеснаи, 011К вЂ” объемно центрированная кубическая структура. Сверхпроводимость химических соединений. Химические соединения, обладающие сверхпроводимостью, отличаются от интерметаллическнх телг„что наряду с металлическим типом связи в них предполагается значительная доля ионных и ковалентных связей. Кристаллические структуры этих соединений формируются с участием не только металлических атомов, но и атомов неметалла, или с участием одних атолюв неметаллов.
В этой структуре кристаллизуется чрезвычайно большое число соединений, включающих в себя гидриты, карбиды, ингриды, оксиды переходных металлов и их твердые растворы. Для некоторых химических соединений по- лучены не только высокие критические температуры, но н высокие критические поля. Так, для сульфида РЬМогы54 (Т„=!4,4 К) второе критическое поле Н,.4=510 кЭ (4! Х Х10"' А/м) при 4,2 К.
В табл. 16.6 приведены некоторые химические соединения, обладающие сверхпроводимостью. В конце 1986 г.— начале 1987 г. в научных журналах появились сообщения об исследовании сверхпроводящих материалов, имеющих критическую температуру выше 30 К ]22, 23, 24]. В этих работах сообщалось о разработке материала со структурой 1 аьз5голСиОь имеющем критическую температуру 36 К„и А! Ве Сд Оа Нй (и) !и (а) !г 1.а (а) Ь (Р) Мо Ь)Ь Оэ Рб РЬ Ке Ри Вп Та Тс ТЬ Т1 Т! 0 (а) 17 % Уп Хг 1,96 0,03 0,52 1,08 4,!5 3,4 0,14 6,0 0,92 1,40 1,70 0,47 3,72 4,50 7,80 1,37 0,39 0,20 5,43 0,01 0,88 0,55 260 240 500 105 430 600 195 260 35! 170 426 88 200 340 3!О 310 290 2620 2500 2700 327 3180 2500 231,9 3000 1695 1670 303 1132 !730 3380 419 1855 8 2,5 4,0 32,8 27,0 1,6 64,8 0,1 9,0 155,0 5,3 64,6 15,8 5,25 24,6 66,0 112,0 12,9 7,95 13,6 7,2 109,0 0,1 4,2 3,7 Сэерхпроводящие материалы (раза.
16) Таблица И.4, Сверхпроводимость чистых элементов, возникающая при высоком давлении Таблица 1б.б. Свойства сверхпроещящих сплавов Твп струк- туры Симметрия Соединенье Г„, К Твердые растворы Кубическая ~ МЬо,т«3по,зь ( 11,0 Кубическая ! ИЬ«звТзо.зь ~ 10,0 А-2 А-2 Интерметаллические соединения материалов типа Ьа> Ва СиОз „ и (Ьа~ Ва)»СиО« „, у которых начало сверхпроводящего перехода соответствует 56 К.
В иачалс !987 г. появились сообщения, что в США и СССР разработан керамический материаа, имеющий структуру УВазСивО» где без 0,1 — 0,5, начало перехода соответству- ет температуре 93 К, «чистое» сверхпроводи. щее состояние наступает при 82 К. Критическое магнитное поле вблизи пере. хода составляет 5,7 Тл. В научио-популярных изданиях появились сообщения о достижении критической температуры 250 К. А-15 А-15 А-!5 С-15 С-14 В-2 А-12 Д-Вв С-16 1:1з В-В В-31 С-с Д-1с Д-8 Е-9 1.-1о Кубическая Кубическая Кубическая Кубическая Гексагоиальиая Кубическая Кубическая Тетрагональная Тетрагональиая Кубическая Гексагоиальная Ромбическая Тетрагоиальная Ромбическая Гексагональиан Кубическая Теграгоиальная ХЬ»Се ХЬз5п Р»Оа (Н(о,вХго,ь) Чз Хгйе Чми )чЬТез Моо,»в Кволо ЕЬЗг ИЬЕпз В! !4! Ое!г Оезу Аи Впз РЬ»5гь КЬЗгв ХаВ! 2а3,2 18.5 ! 6,8... 14,2 !О,! 6,4 5,0 10,5 14,6 1 1,! 15...16 З,В 2,38 11,0 2,25 Соерхпроводпмость технических лагери хол ($16.3) 401 Таблица 76.6.
Свойства сверхпроводящих химических соединений Тип струк- туры Симметрия Соединение Г,ь К Химические сое дннения ЫЬР( (Уз,гТЬо,з) зСз, ~ (з(зх-сэйшн РЬю,мМоз3т НТзбз МОЫ ЙЬз.зз5ез,аг РбТе МоР ВзМоьы2гз,зз В-1 Д-5с П,8, Мазьез Н-1 С-2 Кубичеспая Кубическая Генсагональнап Ромбическая Кубическая Гексзгональная Кубическая Тригонзльнзя Тетрвганвльная Гексагональная 17,3 17,0 10...13 15,2 13,7 13...14,8 6,0 1,53 5,31 11...32 С-6 Д-О С-32 Слоистые соединения Гексагональнзя 7,0 5,4 0,8...5,0 ЫЬ3 Полупроводники В-1 Кубическая БпТе беТе 1лз8ез 8ГТзба ! пТе 0,02...1,! 0 0„06...0,4 ! 1,0 0,03...0,35 1,0...3,5 16.3.
СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ ТЕХНИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ Практическое использование того или иного сверхпроводящего вещества определяется следующими параметрами: критической температурой, критическим магнитным полем В,„ь критической плотностью тона! и обрабатывземостью (технологичностью) денного материала, позволяющей получить из него высококачественную проволоку, ленты, трубы большой длины. В высокочастотных устройствах широко используются твене материалы, как свинец, ниобий в виде проволоки, лент и тонких пленок, а также сплавы ЫЬз8п, Озбз и ЫЬзбе, полученные методом пленочной технологии. Ниобий выпускается промышленностью в виде проволоки, прутков и полос. Характерные посторонние примеси в образцах ниобия: Та — 0,2%, С вЂ” 0,01 ~, Оз — 0,01 ~4, Ыз —- 0,01 ть, уй и Мо — 0,02 о6 и др.
Критическая платность тока равна 8.10' А/м' при индукции магнитного поля 0,5 Тл. В сильноточных энергетических' устройствах в настоящее время в основном используются сплавы: молибден-рениевые, ниобийциркониевые, ниобий-титановые, взнздий-гзл- лиевые. Соединение ЫЬзбе, облндающее высокой критической температурой Т„=22,3 К и высоким значением критического магнитного поля В .з (30...40) Тл, еще находится в стадии лабораторных исследований.
Молибден-рениевые свлавы (Моз((е) позволяют изготовлять проволоку диаметром менее 0,01 мм с критической плотностью тока окопа !О' А.м ' в магнитном поле индукпией 1,5 Тл. Ниобий-циркониевые сплавы впервые использовались в прзктике дли создания сверхпроводящих соленоидов. Максимальная предельная платность тока достигается при содержании циркония 25...35 ~6, а наибольшая критическая нзпряженность паля — при содержании циркония 65...75 уз. Сплавы этой системы имеют хорошую вязкость. Из техничеспи чистого материала можно тянуть проволоку очень большой длины при высокой степени обработки.
Для проволочных образцов Р)Ь— 25 а67г получены значения критической плотности тока хм 10' А.м ' для магнитных полей индукцией 8 Тл. Ниобий-титановые сплавы обладают более высокой вязкостью„ чем ниобий-циркониевые, критические магнитные паля у них значительно выше, но в то же время критические Саерхпрозодлщие материалы ]равд. 16] 1()' 0 2 4 б 6 Ш !2 14 Тл Рнс. !6.6. Зависимость критической плотности тока сверхпроводящих проводов и лент от индукции внешнего магнитного поля при 4,2 К 1 — композиционный проводник Узбз; 2 — коипоэикиаииый прозодаик ХЬз5в; 3 — Мьзбп лента с подложкой иэ нержавеющей стали; 4 — Узбз леита; З вЂ” ЫЬЬЬ 6 — МЬ+65 Я 71; 7 — Из+50 М Хг; З вЂ” Мо,йе; Д.— ИЬ плотности тока меньше. Для проволоки из сплава Х) — 20 геХЬ получена дри температуре 4,2 К критическая плотность тока 10э А и г при индукции магнитного поля 3 Тл и !Ог А м з — при индукции 7 Тл.
Ниобий-оловянный сплав (ставнид олова) обладает высокой критической температурой, равной для ЫЬз5п 16 К, и большими критическими токами в сильных магнитных попах. Установлено, что критическое поле при температуре 4,2 К для )4Ьз5п составляет 22 Тл. Проводники и ленты из чистого г(Ьзбп слишком хрупкие для практического использования, поэтому выпускается провод, полученный путем осаждения станнида олова на провод из Г(Ь. Наиболее широко применяются ниобий-оловянные ленты шириной 5...12 мм и суммарной толщиной 90 мкм. Подложкой в таких лентах чаще всего является лента из нержавеющей стали тол~циной 25...50 мкм, затем следует слой сверхпроводящего покрытия толщиной 20...25 мкм и меди толщиной 25...50 мкм. Критическая плотность тока такой ленты при магнитном поле!О Тл и температуре 4,2 К составляет (2...2,7).10' А м Ванадий-галлнезые сплавы нз всех технических сверхпроводников обладают наиболее высокими значениями критического тока при больших магнитных полях.
Критическая температура сплава УзПа достигает 14,9 К. Для ванадий-галлиевых лент на подложках из ванадия или сплава ванадий †циркон толщиной 20 мкм общей площадью сечения 1,5 мм' плотность тока при 4,2 К и магнитном поле 14 Тл составляет 4,3.10э А.м з При изготовлении многожильных проводников мзтрицей служит сплав Сц — 5п или Сц — Па. На рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
