Физика композитных сверхпроводников - Гуревич А.Вл.
Скачать (прямая ссылка):
пластичными, но менее прочными. Так, например, для технической
Рис. 2.12. Зависимости jс(с) для: а) соединения NbN [71 ]; б) трех
композитов на основе сплава Nb-Ti [72] ;в) соединения Nb, Sn [71 |
4. А.Вл. Гуревич
49
меди и сплавов Nb-Ti увеличение Г от 4 до 300 К приводит к уменьшению/;',
о0 2 и оь примерно на 10%. Однако в ряде случаев у жестких
сверхпроводников (Nb-Ti, Nb3 Sn) могут наблюдаться весьма сложные
немонотонные зависимости Е, а02 и аь от температуры, что. по-видимому,
связано со структурными переходами [70].
По величине и характеру изменения основных параметоов сверхпроводящего
состояния при механическом нагружении жесткие сверхпроводники с высокими
значениями Вс 2 и jc можно разделить на три грушпы.
К первой относятся вещества с кристаллической структурой В1 и С15.
Сверхпроводящие свойства этих материалов практически не зависят от
величины деформации вплоть до разрушения образца. Типичным представителем
таких жестких сверхпроводников является нитрид ниобия - NbN (вещество с
кристаллической структурой В1). На рис. 2.12, а в качестве иллюстрации
показана зависимость плотности критического тока от полной деформации е
для NbN. Измерения проводились в различный магнитных полях с индукцией от
6 до 22 Тл при Т = 4,2 К. Видно, что в пределах точности эксперимента /с
не зависит от е вплоть до некоторого значения е = ес~ 0,7 %. Величина ес
не меняется при изменении магнитного поля. В [71] отмечено, что в области
е > ес начинается пластическая деформация подложки, на которую нанесен
сверхпроводник. Увеличение деформации в диапазоне е > ес приводит к
быстрому уменьшению jc. Так, плотность критического тока уменьшается
примерно в два раза при изменении деформации от е 0,7 % до е = 1 %.
Аналогичным образом ведут себя зависимости Тс(с) и Вс2(е). Отметим, что
деградация сверхпроводящих свойств в области е > ес носит необратимый
характер.
Ко второй группе относятся сплавы Nb-Ti и ряд других жестких
сверхпроводников. Влияние деформации на их сверхпроводящие свойства более
заметно, чем для веществ с кристаллической структурой В1 и С15. Однако
практически вплоть до разрушения образца оно не слишком велико. На рис.
2.12,6 показаны типичные зависимости плотности критического тока от
полной деформации для многожильных композитных сверхпроводников,
изготовленных на основе сплава Nb-Ti [72]. Величина jc измерялась в [72]
для трех различных образцов при 7'=4,2КкВа-1 Тл. Из рис. 2.12,б видно,
что в области с <С 2 % изменение /с не превышает 15%. Зависимость
плотности критического тока от е носит обратимый характер, если полная
деформация не слишком велика. Изменение /с при заданной величине е растет
с ростом индукции магнитного поля. Однако вплоть до Ва ~1 - 8 Тл и е ^ 2%
для сверхпроводящих сплавов Nb-Ti и композитов,изготовленных на их
основе, зависимость jc от е не слишком велика. В том случае, когда полная
деформация превышает некоторое критическое значение е^, уменьшение
плотности критического тока становится необратимым, т.е. после снятия
нагрузки величина/ не восстанавливается до исходного уровня. Характерное
значение ес. для сплавов Nb-Ti порядка 1,5-2% [72]. Эксперимент
показывает, что ес практически не зависит от магнитного поля. По-
видимому, так же как и в случае сверхпроводников с кристаллической
структурой В1 и С15, величина ес определяется началом пластического
течения материала. Действительно, для сверхпроводящих сплавов Nb-Ti
заметная пластическая деформация начинается при е >, 1 %.
50
Основные физические характеристики ряда материалов при Т- 4,2 К
?
х
X
*¦
ч
У
д
m
о
п II 2 я е
5 вд ?
к
- а ^
¦-? В II
а
О CN
7
_ 'ЯГ О -
- V)
vO
vO
г- ^
r in
с* ---------
¦'• го-со п-1
чо Л. о
- Г* 04
- -
ч0 - Г-)
о -.
О Iп 1
TJ- 00 WQ ^
со -7 г-
=.5я
4D ^ ' "О OJ ---------
I s I 2 в
1-ь 5
Сн
Н s X О
сп
I со О СЧ
К
Л
h.
в
5
! X 3
В. "
xi> е в
а
1 о л ^ \ п X ~
Р 2 2
| С- сз и
I ^ о, 5
4*
51
Критическая температура и верхнее критическое магнитное поле для сплавов
NB Ti относительно слабо зависят от деформации [72]. Относительное
изменение Тс и Вс2, как правило, не превышает нескольких процентов при е
*= ес.
К третьей группе относятся жесткие сверхпроводники с кристаллической
структурой А15. Сверхпроводящие свойства этих материалов сильно зависят
от деформации. На рис. 2.12, в показана зависимость плотности
критического тока от е при Т = 4,2 К для соединения Nb3Sn, изготовленного
по бронзовой технологии [71]. Видно, что величина jc растет вплоть до е =
е,п ~ 0,32 %, а затем начинает уменьшаться. До тех пор пока е < ес = 0,8
%, изменение плотности критического тока обратимо. В области е> ес
уменьшение /с носит необратимый характер. Величины е," и ес практически
не зависят от магнитного Ноля. В то же время с ростом Ва вид функции j
(е) меняется. Из рис. 2.12, в видно, что чем больше Ва, тем резче
зависимость плотности критического тока от е. В очень сильном магнитном
