Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Гуревич А.Вл. -> "Физика композитных сверхпроводников" -> 42

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 .. 36 37 38 39 40 41 < 42 > 43 44 45 46 47 48 .. 103 >> Следующая

Пусть вследствие того или иного малого возмущения несколько возросла
температура образца. Тогда плотность тока, экранирующего внешнее
магнитное поле, падает (так как Э/с/Э Т < 0). Уменьшение /с приводит к
увеличению магнитного потока в сверхпроводнике (соответствующее
распределение магнитной индукции В(х) изображено на рис. 4.1 штриховой
линией). Возникшее в результате возмущения температуры движение
магнитного потока внутрь образца индуцирует возмущение электрического
поля. Происходит выделение дополнительного (по отношению к исходному)
тепла, дополнительное увеличение температуры и, следовательно, дальнейшее
уменьшение jc. При определенных условиях этот процесс проникновения
магнитного потока в сверхпроводник приобретает лавинообразный характер,
т.е. критическое состояние становится неустойчивы^ по отношению к малым
возмущениям. Развитие такой неустойчивости, Как правило, сопровождается
интенсивным разогревом образца и быстрым нарастанием в нем магнитного
потока. По этой причине она и получила название скачка магнитного потока.
Таким образом, термомагнитная неустойчивость критического состояния
представляет собой развивающиеся связанным образом возмущения температуры
и электромагнитного поля.
Процессы распространения тепла и магнитного потока характеризуются своими
коэффициентами диффузии: термической Dt = к/v и магнитной Dm = 1 /д0о,
обусловленной резистивным током *).
Введем важный для дальнейшего изложения безразмерный параметр
Dt доок
г- - ----------• (4.1)
Dm v
Величина т зависит только от свойств самого сверхпроводника, она
определяет соотношение между характерным временем диффузии магнитного
потока tm = l2lDm и характерным временем диффузии потока тепла tH = =
12Ю,, а именно: r=tm/tK.
§ 4.1. Качественная теория скачков магнитного потока
Исследовать устойчивость критического состояния сравнительно просто в
двух предельных случаях: т< 1 и т > 1 [116-118]. Первый из них характерен
для жестких сверхпроводников в режиме вязкого течения магнитного потока
(о = Of), где т< 1 уже в магнитном поле с индукцией Ва ~ВСх.
Действительно, при Т = 4,2 К и Ва >, 0,1 Тл значения параметров, входящих
в формулу (4.1), порядка к ~ 10"2 -г 10-1 Вт/м - К. v ~103Дж/м3 - К, Of ~
106 - 10s Ом-1 -м~'. Отсюда нетрудно получить, что Dt ~ ~ 10~6 - 10-4
м2/с, Dm ~10"2 - 1 м2/с, а т ~10-4 - 10"2. Случай т> 1 характерен для
композитных сверхпроводников с матрицей из нормаль-
*1 Резистивный ток in{T, В, Е), возникающий при скачке магнитного потока,
компенсирует уменьшение величины /с, демпфируя развитие термомагнитной
неустойчивости. Дополнительное же тепловыделение, обусловленное наличием
как будет видно из дальнейшего, относительно мало и, по крайней мере на
начальной стадии развития неустойчивости, несущественно.
102
Рис. 4.2. Распределения ЬТ(х) и ЬЕ(х) в процессе скачка магнитного потока
(т < 1): а, б) в адиабатически теплоизолированном образце; в, г) при
изотермических граничных условиях
но го металла, обладающего хорошей проводимостью. Здесь к ~ 10 - 102 Вт/м
- К, v ~103 Дж/м3 • К, о~109 н-1010 Ом-1 - м-1 и, соответственно, Dt ~
1СГ3 - 10"' м2/с, Dm ~10~3 - 10"4 м2/с, г ~ 1 - 103. В области малых
электрических полей из-за нелинейности вольт-амперной характеристики
значения о(Е) и значения т могут быть существенно больше, чем приведенные
выше. При обсуждении токонесущей способности композитных сверхпроводников
мы остановимся на этом более подробно.
Получим из наглядных физических соображений критерии устойчивости
критического состояния в двух предельных случаях; т<€ 1 и г > 1 [117,
118].
Для дальнейшего анализа существенным является характерный вид
пространственных распределений возмущений температуры 8Т и электрического
поля 8Е в процессе развития термомагнитной неустойчивости. На рис. 4.2
схематически изображены зависимости 8Т(х) и 8Е(х) в полубеско-нечном
сверхпроводнике, находящемся во внешнем магнитном поле, параллельном его
поверхности, в случае, когда т< 1 [118]. Для произвольной геометрии
задачи качественный вид функций 8Т(г) и 8Е(г) остается тем же.
При т <С 1 (/," /к) быстрое распространение магнитного потока
сопро-
вождается адиабатическим разогревом сверхпроводника, т.е. выделившееся
где-либо тепло не успевает оттуда отводиться. Будем рассуждать следующим
образом. Пусть в результате флуктуации в некоторой области
сверхпроводника температура возросла йа величину 8Т0. Следовательно, к
этому месту было подведено ''затравочное" тепло Q0 = v8T0. При разогреве
величина jc падает и магнитный поток начинает перемещаться вглубь
образца, индуцируя возмущения электрического поля 8Е. В результате
выделяется дополнительное тепло Q\, равное
Q\ =fic8Edt, (4.2)
Здесь мы учли, что плотность наведенного тока / ~jc > о8Е. Следовательно,
жесткие и композитные сверхпроводники являются примером системы, в
которой диссипация энергии в основном приближении линейно зависит от
электрического поля в широком диапазоне значений параметров.
Предыдущая << 1 .. 36 37 38 39 40 41 < 42 > 43 44 45 46 47 48 .. 103 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed