Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Гуревич А.Вл. -> "Физика композитных сверхпроводников" -> 3

Физика композитных сверхпроводников - Гуревич А.Вл.

Гуревич А.Вл., Минц Р.Г., Рахманов А.Л. Физика композитных сверхпроводников — М.: Наука, 1987. — 240 c.
Скачать (прямая ссылка): fizikasverhprovodnikov1987.djvu
Предыдущая << 1 .. 2 < 3 > 4 5 6 7 8 9 .. 103 >> Следующая

неустойчивость инициируется уже малыми возмущениями температуры и
магнитного поля. Условия ее возникновения практически не зависят от
характера охлаждения, так как жесткие сверхпроводники имеют относительно
низкую теплопроводность, препятствующую достаточно эффективному
теплоотводу. Дальнейшие исследования показали, что термомагнитную
неустойчивость можно предотвратить, если поперечный размер провЬд-ника
(например радиус провода или толщина слоя) меньше некоторого критического
значения, это значение обычно порядка КГ4 м.
7
Это. как выяснилось, еще не решает проблему стабилизации сверхпроводящего
состояния. Действительно, при температуре выше критической
сверхпроводники, о которых идет речь, являются ''плохими" металлами. Их
тепло- и электропроводность на три - четыре порядка меньше, чем,
например, у меди. Следовательно, если при плотности тока, примерно равной
критической, в сверхпроводнике но случайной причине возникает участок
нормальной фазы, то мощность джоулева тепловыделения в нем будет весьма
велика; иногда - настолько, что проводник с поперечным размером 10-6 -10-
5 м может даже расплавиться. Предотвратить зто удается, покрыв жесткий
сверхпроводник слоем металла с большими значениями тепло- и
электропроводности. Такое покрытие шунтирует участки, на которых
произошел переход в нормальное состояние, и одновременно способствует
эффективному теплоотводу. В результате уже при равных поперечны* размерах
сверхпроводника и металла удельная мощность джоулева тепловыделения
снижается на два четыре порядка. Этого обычно оказывается достаточно,
чтобы стабилизировать сверхпроводящее состояние по отношению к действию
случайных импульсных источников тепла, приводящих к образованию зародышей
нормальной фазы.
Таким образом, непосредственно использовать жесткие сверхпроводники с
высокой плотностью тока для получения, например, сильных магнитных полей
можно лишь в виде очень тонких жилок или ленточек. Однако при этом они не
обладают необходимой прочностью, а ьо многих случаях, из-за большого
числа дефектов кристаллической структуры, и достаточной пластичностью.
Естественным и. по существу, единственным выходом из сложившейся ситуации
является создание сверхпроводящих композитов. В них жесткий
сверхпроводник и нормальный металл, находящиеся в тепловом и
электрическом контакте между собой, объединены в одно целое. Сочетание и
взаимное расположение компонент в таких материалах определяется их
назначением и может быть весьма сложным и разнообразным. К числу наиболее
распространенных конструкций относятся: многожильные композиты, где в
матрицу из нормального металла внедрена регулярная структура
сверхпроводящих жилок; ленточные, состоящие из чередующихся слоев
нормального металла и сверхпроводника; и волокнистые. в которых сильно
вытянутые сверхпроводящие ''иголочки" образуют неупорядоченную сеть в
нормальном металле матрицы.
Создание композитных сверхпроводников позволяет одновременно решить целый
комплекс проблем. Основные из них - подавить термомагнитную
неустойчивость, стабилизировать сверхпроводящее состояние относительно
сильных импульсных возмущений, уменьшить мощность тепловыделения в
нестационарных внешних условиях, обеспечить необходимые прочность и
пластичность. Следует отметить, что оптимальная кон-
8
струкция композитного сверхпроводника должна удовлетворять, как правило,
весьма противоречивым требованиям. Действительно, для стабилизации
сверхпроводящего состояния необходимо увеличивать относительную
концентрацию нормального металла, но при этом средняя по сечению провода
плотность тока может стать значительно меньше критической; применение
матрицы с высокой электропроводностью способствует подавлению
термомагнитной неустойчивости, но приводит к увеличению удельной мощности
тепловыделения в переменном внешнем магнитном поле и так далее. По этом
причинам конструкция композитного сверхпроводника, учитывающая характер
условий, в которых он будет использоваться, всегда представляет собой
некий компромисс. Достигается он путем выбора того или иного жесткою
сверхпроводника, применением матриц, содержащих высоко- и низкоомную
компоненты, уменьшением диаметра сверхпроводящих жилок и их скруткой
относительно продольной оси провода и другими способами.
Специфика электромагнитных, тепловых и механических процессов в
композитных сверхпроводниках обусловлена их тесной взаимосвязью. В
основном она определяется сильной зависимостью вольт-амперной
характеристики жестких сверхпроводников от температуры и магнитного поля,
а в ряде случаев и от деформации. Теоретическое и экспериментальное
изучение электродинамики и низкотемпературной механики столь сложной
гетерогенной, анизотропной и нелинейной среды, как сверхпроводящий
композит на уровне отдельных элементов его структуры, практически
невозможно. Кроме того, интерес обычно представляют лишь средние значения
температуры, напряженности электрического поля, плотности тока, индукции
Предыдущая << 1 .. 2 < 3 > 4 5 6 7 8 9 .. 103 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed