30.21: 초전도체의 종류

초전도체는 임계 온도 이하로 떨어지면 전류에 대한 저항이 0이 되는 물질입니다. 재료가 전이 온도에 도달할 때 제로 저항만이 흥미로운 현상은 아닙니다. 두 번째 효과는 자기장의 배제입니다. 이것을 마이스너 효과라고 합니다. 초전도 샘플 위에 놓인 가벼운 영구 자석은 초전도체 위의 안정된 위치에서 공중에 떠오를 것입니다. 강력한 초전도 자석 위에서 공중에 떠 있는 고속열차가 개발되어 열차와 선로 사이에서 일반적으로 발생하는 마찰이 제거되었습니다. 1997년 4월 3일 일본의 야마나시 자기 부상 테스트 라인이 공식적으로 개통되었으며, 2015년 4월에는 MLX01 테스트 차량이 강력한 초전도 자석을 사용하여 374mph의 속도를 달성했습니다.

초전도체는 Type I과 Type II 초전도체로 분류할 수 있습니다.

30개의 순수 금속은 임계 온도 이하에서 저항률이 0을 나타내며 초전도체가 임계 온도보다 낮은 온도에 있는 동안 초전도체 내부에서 자기장을 배제하는 특성인 마이스너 효과를 나타냅니다. 이러한 금속을 Type I 초전도체라고 합니다. 초전도성은 임계 온도 이하와 임계 자기장 강도 이하에서만 존재합니다. I형 초전도체는 초전도성을 파괴하는 데 필요한 임계 자기장의 강도가 매우 낮기 때문에 실제 적용이 제한되어 있습니다.

제2형 초전도체는 훨씬 더 높은 임계 자기장을 가지며 초전도 상태를 유지하면서 훨씬 더 높은 전류 밀도를 전달할 수 있습니다. 바륨-구리-산화물을 함유한 다양한 세라믹은 초전도 상태로 전환되는 임계 온도가 훨씬 더 높습니다. 유형 II 초전도체의 하위 범주에 속하는 초전도 물질은 종종 고온 초전도체로 분류됩니다.

영구 자석을 모든 유형의 초전도 물질 위에 놓으면 자석이 반발되어 마이스너 효과로 인해 안정적인 위치로 부상합니다. 초전도체는 거동과 특성에 따라 I형과 II형 그룹으로 분류됩니다.

I형 초전도체는 실온에서 작동할 때 전도체 역할을 합니다. 그러나 임계 온도 이하로 냉각되면 물질 내부의 분자 이동이 감소하여 전류가 가능한 한 자유롭게 흐를 수 있습니다.

그들은 일반적으로 수은, 아연, 알루미늄, 납 등과 같은 순수한 금속으로 구성되며 낮은 임계 자기장을 가지면서 Meissner 효과를 완전히 따릅니다.

Type-II 초전도체는 초전도 상보다 높은 중간 온도와 장에서 일반 및 초전도 특성이 혼합된 중간 위상을 나타냅니다.

일반적으로 원소 니오븀, 바나듐, 테크네튬 및 금속 합금 또는 복합 산화물로 구성됩니다.

II형 초전도체는 부분적으로 마이스너 효과를 따르며 두 개의 중요한 자기장을 가지고 있습니다.