Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Гуревич А.Вл. -> "Физика композитных сверхпроводников" -> 8

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 10 11 12 13 14 .. 103 >> Следующая

числе работ. В них, в частности, были предложены и аппроксимацион-ные
формулы, описывающие плотность критического тока как функцию температуры
и индукции магнитного поля. Здесь мы приведем некоторые из них.
Плотность критического тока, как правило, монотонно убывает с ростом Т и
В (рис. 1.4). Зависимость jc{T,B ) для многих жестких сверхпроводников в
широком интервале значений Т и В является линейной и может быть
представлена в виде
В тех случаях, когда В < В с2, хорошим приближением функции jc (Т, В )
служит выражение, предложенное Кимом и Андерсоном [19]:
FP = В].
(1.20)
Т
(1.21)
(1.22)
Рис. 1.4. Зависимости jc: а) от температуры для сплава Nb-Ti (Ва =0 (7) ;
1,2 Тл (2); 3 Тл (i); 6 Тл (О ; 9Тл (5)) [20]; б) от индукции для сплава
Nb - 44 %Ti (Г,, =4,2 К (2); 7 К (2)) [20]; Nb - 65%Ti (3 - Т0 = 4,2
К) |20]; соединения
Nb3 Sn (4, 5 - разные образцы при Т0 = = 4,2 К) [21[
Рис. 1.5. Зависимость /С(В); кривые 1 и 2 построены по уравнению (1-22)
[22]
На рис. 1.5 показана зависимость jc(B) при Т = 4,2 К для образца,
изготовленного из сверхпроводящего сплава Nb -50% Ti. Кривые построены по
формуле (1.22) с параметрами а0 = 7,7 • 109 А -Тл/м2, В0 - 1,2 Тл (кривая
1) и 00=8,1 ¦ 109 А Тл/м2, В0 = 1,5 Тл (кривая 2). Видно, что модель Кима
- Андерсона неплохо описывает экспериментальные данные во всем интервале
магнитных полей, где были проведены измерения. При зтом кривая /
удовлетворительно согласуется с экспериментом в области значений индукции
0< В < 0,5 Тл, а кривая 2 практически совпадает с экспериментом, если 1
Тл < В < 5 Тл.
Отметим, что величина й0 ~ 1 Тл характерна для сверхпроводящих сплавов
Nb-Ti различного состава. Если в формуле (1.22) положить
мг)-здо)['-тУ' ,|23)
то она качественно верно описывает зависимость плотности критического
тока от Т и В как при Т *=Гс,так и при В ^В с2, поскольку/ДВ^) =0.
19
Практически, однако, в окрестности В Вс2 удобнее пользоваться выражением
°-24)
Отметим еше, что в ряде случаев в относительно узком интервале Т и В
плотность критического тока может возрастать с ростом этих величин [6,
23]. Это явление получило название пик-эффекта.
С помошью динамического уравнения (1.19) и выражения для Fp в виде (1.20)
нетрудно получить вольт-амперную характеристику в режиме вязкого течения
магнитного потока, т.е. в ситуации, когда в движение вовлечена уже вся
вихревая структура. Действительно, подставив (1.20) и (1.9) в (1.19),
находим
j=[jc(T,B)+ofB]-^r , (1.25)
?
где проводимость Of = р~х. Зависимость плотности тока от напряженности
электрического поля (1.25) изображена на рис. 1.6, Д. Ниже мы подробно
обсудим вольт-амперные характеристики жестких сверхпроводников. Здесь
упомянем лишь, что при больших плотностях критического тока (jc^>, 10(r) -
10'0 А/м2) вязкое течение магнитного потока наблюдается, еспнЕ>Ef, где Ef
~ 10~4 В/м.
В нормальном состоянии для жестких сверхпроводников типа сверхпроводящих
сплавов Nb -Ti различного состава и соединений Nb3Sn и V3Ga величина рп ~
10~6 - 10~s Ом - м. Воспользовавшись законом(1.15), находим, что Pf ~
10~7 - 10~6 Ом • м, если? ~ 0,1 Вс2.
Рис. 1.6. Зависимость ЦЕ): а) в режиме вязкого течения магнитного потока;
б) в модели критического состояния
Рис. 1.7. ЗависимостьТ) при атмосферном давлении и Т0 = 4,2 К [ 24]
q, 10* Вт/п2
20
Таким образом, в жестких сверхпроводниках электрическое поле появляется,
если плотность тока / порядка j С(Т, В ) . Одновременно возникает и
джоулево тепловыделение с удельной мощностью jE. В такой ситуации
сверхпроводимость может сохраниться лишь, если установившаяся в
результате теплоотвода в охладитель температура Т сверхпроводника меньше
критической Тс. Из этих соображений нетрудно оценить максимально
допустимое значение напряженности электрического поля Ет и соотношение
между плотностью критического тока jс и величиной OfE, которую в
литературе часто называют плотностью резистивного тока.
Рассмотрим здесь, в качестве примера, наиболее типичный случай, когда
образец охлаждается жидким гелием при нормальном давлении и температуре
Т0 - 4,2 К. В такой ситуации теплоотвод осуществляется в кипяшую
жидкость. Это, как известно, возможно в двух устойчивых режимах -
пузырьковом и пленочном. На рис. 1.7изображена плотность потока тепла q с
поверхности образца в охладитель как функция разности температур ЛТ = -Т
- То при кипении жидкого гелия в большом объеме [24, 25].Участок О А на
кривой q(AT) соответствует режиму пузырькового кипения, а участок ВС -
пленочного. В магнитном поле с индукцией В >,0,1 В с2 разность температур
Тс - Т0 не превышает 10 - 20 К даже для жестких сверхпроводников с
рекордными значениями критической температуры Тс. Как видно из рис. 1.7,
в интервале АТ< 15 К максимальная величина плотности потока тепла ?/ m ~
7 • 103 Вт/м2. Это значение достигается в режиме пузырькового кипения при
АТ^0,65 К.
В стационарном состоянии мощность джоулева тепловыделения в проводнике
Предыдущая << 1 .. 2 3 4 5 6 7 < 8 > 9 10 11 12 13 14 .. 103 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed