Progrese în domeniul supraconductorilor de înaltă temperatură și al aplicațiilor lor

Recenzii ale cititorilor

În prezent, nu există recenzii ale cititorilor. Evaluarea se bazează pe 2 voturi.

Titlul original:

Advances in High Temperature Superconductors and their Applications

Conținutul cărții:

Prof. Heike Kamerlingh Onnes a descoperit superconductivitatea în timp ce măsura rezistivitatea mercurului. În mod surprinzător, rezistivitatea mercurului a încetat la 4. 2 K și acest fenomen a fost cunoscut sub numele de superconductivitate. El a realizat importanța acestei descoperiri în producerea de câmpuri magnetice maripl. delateA fost realizat faptul că supraconductivitatea se află într-o nouă stare termodinamică cu proprietăți electrice și magnetice deosebite. Acest lucru a deschis calea către descoperirea mai multor superconductori. Elemente simple precum staniu, indiu sau plumb au prezentat cea mai ridicată temperatură critică (Tc) 7,2 K. Acestea au fost denumite supraconductori de tip 1. S-a descoperit că nitrurile de niobiu erau supraconductoare la 16 K în 1941, iar siliciul de vanadiu a prezentat proprietăți supraconductoare la 17. 5 K în 1953. Aliajele de Nb și compușii binari sau mai complecși precum Nb3Sn (Tc - 18 K), Nb-Ti (Tc -9 K), Ga, V cu Tc,23 K au devenit supraconductori de tip II. Ulterior, nu au existat îmbunătățiri majore în dezvoltarea supraconductorilor, deși se așteptau aplicații minunate de la supraconductori. După trei decenii, sunt descoperite fullerenele, ca și supraconductorii ceramici. În urmă cu un deceniu a fost descoperit MgB2 cu Tc = 39 K. Acești supraconductori au fost produși în mod curent sub formă de fire pentru a produce câmpuri magnetice mai mari. În toate aceste cazuri, răcirea a fost realizată efectiv cu heliu lichid.

În 1957, John Bardeen, Leon Cooper și Robert Schrieffer au propus o teorie microscopică cuprinzătoare a supraconductivității în metale (așa-numita teorie „BCS”) pentru care au primit Premiul Nobel pentru Fizică. Printr-o descoperire majoră, George Bednorz și Karl Mueller au descoperit în 1986 o supraconductivitate fragilă în ceramică în familia cupraților la 30 K și a început o nouă eră. Inspirați de lucrările lui Bednorz și Mueller privind supraconductivitatea la temperaturi înalte (HTS), Paul Chu și asociații săi de la Universitatea din Houston au descoperit, în 1987, 123 de compuși. Adică YBCO (Yttrium1- Barium2-Copper3- Oxygen7) și RBCO izostructural (Rare-earth1-Barium2-Copper3-Oxygen7) au o Tc de 93 K. Înainte de 1987, toate materialele supraconductoare aveau temperaturi critice (Tc) mai scăzute și, prin urmare, funcționau numai la temperaturi apropiate de punctul de fierbere al heliului lichid (4,2 K) sau al hidrogenului lichid (20,28 K), cea mai ridicată fiind Nb3Ge la 23 K. Acestea erau cunoscute sub denumirea de supraconductori la temperaturi scăzute. YBCO a fost primul material care a devenit supraconductor peste 77 K (punctul de fierbere al azotului lichid) și, ulterior, au fost descoperite o serie de materiale supraconductoare la temperaturi înalte. Aceste materiale supraconductoare sunt cunoscute sub denumirea de supraconductori de înaltă temperatură, deoarece Tc depășesc limita prevăzută de teoria BCS. HTSC sunt potențial valoroase, deoarece azotul lichid este mai ieftin decât heliul lichid.

YBCO are proprietăți superconductoare și fizice superioare. Bobinele receptoare YBCO din spectrometrele RMN au îmbunătățit rezoluția spectrometrelor RMN cu un factor de 3 comparativ cu cea obținută cu bobinele convenționale. Grupul lui Paul Chu deține actualul record Tc de 164 K în supraconductorul cuprat pe bază de mercur și bariu sub presiune. Munca lor a condus la o succesiune rapidă de noi materiale supraconductoare la temperaturi înalte, deschizând o nouă eră în știința, chimia și tehnologia materialelor. În plus, a fost raportată structura compusului supraconductor de temperatură înaltă Bi2Sr2Ca2Cu2O10(BiSCCO), având T= 110 K. În 1993, au fost raportate, de asemenea, supraconductori ceramici perovskitici mercurici-cuprați cu temperaturi de tranziție Tc = 138 K.