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초전도는 무엇입니까?
a 초전도는 전류가 0 인 물질의 저항을 실시합니다. 초전도는 위상 상태 (같은 액체와 고체 상태의 물); 같은, 다른 변수 사이의 온도에 따라 달라집니다. 장소는 어디로 마이 그 레이션의 온도는 임계 온도 (tc). 1911, 반장님 kammerlingh onnes 초전도 작동 이상 수은을 발견합니다.
초전도가로 분류된 유형 또는 유형 2에 따라 나는 그들의 마이 그 레이션 문제가있습니다. 이 유형 전, 저항 폭포를 0으로 급격하게 tc을 달성하면; 타입 2 초전도 상태로 혼합 면적 및 아닌 초전도 초전도 동작합니다.
초전도 일부의 특성 :
- 초전도를 지원하는 주변의 온도가 중요 금속의 절대 영 (입력).
- 일부 도예을 취득할 수있는 초전도 상태로 더 높은 온도 (타입 2).
- 마지막으로 초전도의 특허를받은 tc = 150 공화국
- 고온 초전도 수있습니다 냉동처럼 싼 액체 질소와 지속적인 기반 시스템 (일본의 자기 부상 열차는이 시스템).
- 지금까지 발견된 모든 초전도는 고체합니다.
전기 에너지를 전도 손실을 의미 소재로 인해 저항을 실시합니다. 이 릴리스의 에너지로 열을합니다. 의 주요 바람직하지 않은 결과는 에너지를 제공의 필요성을 계속 유지할 수있습니다의 현재와 미디어 레코딩을 실시합니다. 현재의 일반적인 금속 고리는 급속하게 붕괴; 경우에는 반지는 초전도, 영구적인 운동이 표시 (10 억 년 이상의 붕괴 상수!). "참조 - 모양의 반지는 무엇입니까 사용하는 초전도?" 대한 자세한 내용.
연구의 영역에서 뜨거운 분야는 초전도합니다. 새로운 초전도 재료는 정기적으로 발견과 그 기술의 응용 프로그램은 무한합니다. 새로운 발견을 강제로 리뷰 허용 이론 및 그것은, 지금은 완벽하게 이해하는 현상없습니다.
초전도 자석의 속성을
최근 연구 폐기 경우에도 일반 재산으로 diamagnetism; 그것은 아주 잘 문서화 속성을 대부분의 초전도와 그것을 달성하는 방법 중 하나는 자기 부상 열차합니다.
meissner 효과 : 1933 년 월터 meissner과 로버트 ochsenfeld 초전도 물질을 발견하는 자기장을 격퇴합니다. 자석 움직임을 닫으면 차장, 전자기 유도에 전류가 도체합니다. 이것은 뒤에 전기 발전기의 원리합니다. 초전도를 사용하면 그 대신 필드의 원인은 자석을 일으키는 원인이되는 전류를 정확하게 거울 적에게합니다. levitate는 사실을 통해 초전도 자석 소재합니다.
the meissner 효과가 일반적인 속성을 폐기 1997, 합금의 금, 인듐가 발견된 경우는 둘 다 초전도 자석과 자연의 온도 바로 근처에 절대적인 영. 그 이후로, 다른 화합물과 같은 속성을 찾았습니다.
유형 전 초전도
그들은 아주 날카로운 특징은 초전도 상태를 마이 그 레이션과 완벽한 diamagnetism (자기장을 물리칠 수있는 능력을 완벽하게). the 전도도 곡선 정상적인 감소 vs 온도를 일정한 압력과 온도까지 보여줍니다 중요한 마이 그 레이션 온도 (알려져 tc) 아래에있는 전도성이 제로 (~ 실험적인 오류). 임계 온도는 보통 매우 낮음 (0-5 k),이 납 (pb) 7.196 공화국과 하나가 높을
이 그룹에 소재 거짓말 30. 그들은 전도성 금속과 실온에서 일부 metalloids을 보여주합니다. 최고의 금속 도체 (구리, 실버 및 골드)는 전 초전도의 유형 중.
| 소재 | tc |
|---|---|
| 이다 | 0 |
| rh | 0 |
| 승 | 0.015 |
| 적외선 | 0.1 |
| 루 | 0.1 |
| 라 | 6.00 |
| hf | 0.1 |
| 러 | 0.5 |
| 운영 체제 | 0.7 |
| 당신의 | 0.92 |
| zr | 0.546 |
| pb | 7.193 |
| cd | 0.56 |
| u | 0.2 |
| 티타늄 | 0.39 |
| zn | 0.85 |
| 조지아 | 1.083 |
| tc | 7.77 |
| 알루미늄 | 1.2 |
| 펜실바니아 | 1.4 |
| 토륨 | 1.4 |
| 다시 | 1.4 |
| tl | 2.39 |
| 뉴브룬스윅 | 9.46 |
| 안에 | 3.408 |
| sn | 3.722 |
| hg | 4.153 |
| 따 | 4.47 |
| 승 | 5.38 |
준 가맹 the 허용 설명은 이론합니다.
가맹 이론 : 분자 진동의 격자의 온도가 천천히 쓰러졌다면, 운동 부족으로 신음 임계 온도 이것을 사용하면 어떤 변환의 흐름에 장애없이 전자 초전도합니다. 흥미로운 요소의 모양이 이론은 쿠퍼 쌍 (쌍의 전자 이동을 결합).
쿠퍼 쌍 : 격자 진동의 존재가 너무 작게는 주변의 전자 사실은 핵의 위치에 영향을 미칩니다. 하나 움직이는 전자의 생산 파급 효과가 추진 격자가 두 번째 전자의 움직임에 교환을 통해 두 사람의 결합 phonon (종로의 격자 진동 에너지). 두 사람은 전자를 형성하는 쿠퍼 쌍합니다. 기세가 현지에서 쌍 (동일한 기세 진도 그러나 반대 방향으로 이동한다) 및 unlocalized 우주 공간 (그들은 공간의 분리가 떨어져 최대 100 나노미터 0.1-0.4 사이에 두 개의 연속적인 핵은 뉴 멕시코). 전자는 "fermions"(예 : 그들은 전기 요금과 같은 그들은 서로를 격퇴); 그러나 초전도 상태에서 동작을 그들의 기본적인 상태로 고통 받고있는 마이 그 레이션을 bosons에서만 사용할 수있습니다 (입자를하지 않고 전기 요금, 중성자가 가슴) 합니다. 이 솔루션을이 "문제"는 창조의 쿠퍼 쌍;, 결합 전자 쌍 보성로서 동작합니다. 실험적인 상호 작용을 확증의 동위 원소 효과를 제공하는 격자는 초전도 전이 온도합니다.
유형 2 초전도
유형 2 초전도 보여주는 점진적으로 정상적인 마이 그 레이션하는 지역에 걸쳐 초전도 상태 "혼합 상태"동작합니다. 하드 타입 2 초전도는 초전도로도 알려져과 격자 구조를 재생이 경우에는 아주 중요한 역할을합니다. 완전한 모델이없습니다 2 초전도를 입력하는 방법을 설명 가맹 이론을 설명 더 높은 유형 나는 어떤 유형 2 초전도보기 기술의 응용 프로그램을 만드는 중요한 온도 없답니다. 초전도 상태를 유지하기 위해 다른 사람은 매우 높은 자기장을 적용합니다. 또한 이러한 유형의 범위에있는 자기장 나는 tc 및 지원합니다.
혼합 지역으로 인해, 일부 외부 자기장에 의해 침투 (나)를, 표면이 허용된다. 그 결과로, 새로운 mesoscopic 초전도 현상을 같이 "스트 라이프"와 "뭉치 - 격자 소용돌이"관찰할 수있습니다. 이 부분은 적용 자기장 침투 전원을 깰 수있는 초전도 상태 (중요 자기장 기원전). 이 유형 2 초전도, 온도 및 응용 자기장은 위상 다이어그램의 주요 변수를합니다.
첫 번째 유형 2 초전도,지도 및 비스무스 합금은 w 드 하스와 제이 의해 1930 년에 만들 voogd합니다. 초전도 속성이 없다는 관측 meissner 전까지는 효력이 발견되었습니다. 이 날짜에 방을 얻은 최고의 압력은 138 k tc을 stoichiometric 물질 (형성하여 수식)와 150k의 양식을하지 않는 물질 특허 - 대기중인 stoichiometrically합니다.
서로 다른 화합물의 가족들은 2 초전도 특성을 유형을 표시;에 대한 간단한 분류 다음과 같다 :
- 디스플레이 종류 2 초전도 물질을 가장 풍부한 금속 화합물 및 합금은합니다. 예외적인 경우는 요소 알려진 바나듐, technetium, 니오 비움.
- 조합의 바나듐, technetium, 니오 비움은 초전도 자석의 제조에 사용합니다. 니오 비움 - 주석과 니오 비움 - 티타늄 모양의 지원으로 높은 자기장 전선, 그들과 액체 헬륨 tc 세력 냉동합니다. 보통 그들은 얇은 필라멘트 (20. m) 임베디드의 감정을 최대화하기 위해 구리 매트릭스 (청구 금액의 얼굴을 통해서만 이동 와이어).
- 세라믹 초전도 ( "perovskites")은 금속 - 산화 도자기의 비율은 2 금속 원자가 정상적으로 산소 원자 세 이상합니다. 그들은 더 높은 tcs 표시합니다.
- 초전도 cuprates (구리 - 산화물)을 취득할 수있는 최고의 온도 사이의 유형 2 초전도 중요합니다.
- 유기 초전도의 한 부분의 유기 지휘자 가족 (분자 소금, 고분자 및 탄소 나노튜브를 포함하고 순수한 탄소 시스템 c60 화합물). tc의 방 분자 염분이 낮은 압력 (0.4-12 k), 초전도 범위의 입력 난합니다. 그들이보기의 장점은 훨씬 더 높은 기원전;은 (tmtsf) 2pf6의 주요 자기장은 약 6t를 평소보다 더 높은 등급의 순서 가맹합니다.
- 이 중 하나를 borocarbides 최소한 - 이해 초전도 시스템합니다. 그들은 마이 그 레이션으로부터 형성 강자성 금속 (그것은 생각 불가능하다). holmium 같은 독특한 성분과 결합되면, 그들의 초전도 상태를 후퇴 특정 온도 우는 소리 tc합니다. 그들은 밥 카바 의해 1993 년에 발견합니다.
- 무거운 fermions는 희귀 - 어스 요소를 포함하는 화합물과 같은 yb ce하거나, 또는 미국과 같은 요소를 악티늄족 낮은 온도, 이러한 자료의 일부 디스플레이 초전도합니다. 완벽하게 이해하는 메커니즘은, 어떤 이론을 제시 쿠퍼 쌍의 존재를 상호 작용을 형성하여 격자 대신에 전자 회전 phonons합니다. 의해 만들어진 첫 번째 관측 e. bucher, 다른 사람, 1973 년에 인정되어하지만 이건 아니야 초전도 1979까지합니다. 그들의 마이 그 레이션의 온도 범위의 유형은 초전도 나는합니다.
초전도 및 기술
자기 부상 열차 : meissner 영향을 미치는 열차를 유지 levitating 세라믹 초전도가 사용됩니다. 열차의 속도를 이동할 수있습니다 levitating 자석 주위 400km / h. 이 기술은 완전하게 개발된 경우에도, 경제와 환경 문제가 지연의 일반화를 사용합니다. 참조 :
초전도 전송 라인 : brookhaven 국립 연구소, 프로토 타입 초전도 1,000 mw의 전력 전송 라인 전송 직경 40cm의 인클로저 내에서합니다. 스케일 문제가 발생하지면 그것을 수송하는 것이 가능 발전소의 전체 출력은 단 하나의 라인. 초전도 선은 할인 금액의 10 % -15 %의 에너지를 소모하는 금액 보통의 전송 회선합니다. 아직은이 문제를 해결할 수있는 모양으로 초전도 전선은 지금까지 액체 헬륨으로 냉각해야합니다 (아주 비싼). 고온 초전도 전선에가 하드와 모양을 수없습니다.
전자 산업 : isco 국제 초전도 기술은 현재 울트라 - 하이 - 실적 필터를 기반으로 제공 초전도 전선합니다. 데 부근 제로 저항, 더 높은 주파수를, 더 많은 이들 단계를 필터링하여 원하는 주파수를 구하는에 적용할 수있습니다. 이것은 휴대 전화 업계 등에 유용합니다.
컴퓨터의 경우 :
- 프로세서를 기반으로 경쟁 기술 중 초전도 재료는 레이스를 구하는 petaflop 컴퓨터를합니다.
- 최근에 관찰하는 것도 작은 자기장이 침투 유형 2 초전도 디지털 정보를 저장하고 검색하는 사용할 수있습니다.
군사 용도 :
- 초전도 마이크 로파 안테나 : 초전도 테이프를 사용하여 낮은 주파수를 안테나의 길이를 줄이기에 잠수함을 고용합니다.
- 이메일 - 폭탄 : 초전도 자석 강한 전자기 펄스 생성 적의 전자 장비를 비활성화합니다. 그것은 이라크와의 전쟁에서 사용되는 라디오 방송국을 통해합니다.
흥미로운 애플 리케이션 분야의 초전도 자석에 나타납니다. "참조 - 모양의 반지는 무엇입니까 사용하는 초전도?" 대한 자세한 내용.
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