73
Наиболее высокими температурами перехода в сверхпроводящее состояние
характеризуются интерметаллические соединения типа β-W(A
3
B), где A - Ti, V, Cr, Zn,
Nb; В -Al, Si, Ga, Ge, Sn. Для соединения Nb
3
Ga Т
кр
= 20.3 К, для Nb
3
Ge - Т
кр
= 23.2 К.
Массивные детали из сверхпроводящих соединений получают методами порошковой
металлургии; разработаны методы получения сверхпроводящих проволоки и покрытий на
металлах.
Сверхпроводники находят широкое применение. Так, если в кольцевом проводнике,
находящемся в сверхпроводящем состоянии, создать ток, а затем устранить источник
электрического тока, то сила этого тока не меняется сколь угодно долго. В обычном же
несверхпроводящем проводнике электрический ток в этом случае прекращается за счёт
сопротивления. Сооружают мощные электромагниты со сверхпроводящей обмоткой,
которые создают магнитное поле на протяжении длительных интервалов времени без
затрат энергии, т.к. выделения теплоты в сверхпроводящей обмотке не происходит.
Однако получить сколь угодно сильное магнитное поле с помощью сверхпроводящего
магнита нельзя. Очень сильное магнитное поле разрушает сверхпроводящее состояние.
Такое поле может быть создано током в самом сверхпроводнике. Поэтому для каждого
проводника в сверхпроводящем состоянии существует критическое значение силы тока,
превзойти которое, не нарушая сверхпроводящего состояния, нельзя.
Сверхпроводящие магниты используются также в ускорителях элементарных частиц,
магнитогидродинамических генераторах, преобразующих механическую энергию струи
раскаленного ионизованного газа, движущегося в магнитном поле, в электрическую
энергию.
Если бы удалось создать сверхпроводящие материалы при температурах, близких к
комнатным, то была бы решена важнейшая техническая проблема - передача энергии по
проводам без потерь.
Объяснение сверхпроводимости возможно только на основе квантовой теории. Оно
было дано лишь в 1957 г. американскими учеными Дж. Бардиным, Л. Купером, Дж.
Шриффером и советским ученым академиком Н.Н. Боголюбовым.
При температурах приближающихся к абсолютному нулю, меняется характер
взаимодействия электронов между собой и атомной решеткой, так что возможно
притягивание одноименно заряженных электронов и образование Куперовских пар.
Куперовские пары в состоянии сверхпроводимости обладают большей энергией
взаимодействия, обмен энергетическими импульсами между ними и решеткой не
наблюдается. При этом увеличение сопротивления происходит при увеличении