30.21: Tipos de Supercondutores

Um supercondutor é uma substância que oferece resistência zero à corrente elétrica quando sua temperatura fica abaixo de um valor crítico. A resistência zero não é o único fenômeno interessante que ocorre quando os materiais atingem suas temperaturas de transição. Um segundo efeito é a exclusão de campos magnéticos, conhecido como efeito Meissner. Um ímã leve e permanente colocado sobre uma amostra supercondutora irá levitar em uma posição estável acima do supercondutor. Trens de alta velocidade que levitam em fortes ímãs supercondutores foram desenvolvidos, eliminando o atrito normalmente experimentado entre o trem e os trilhos. Em 3 de abril de 1997, a linha de teste Yamanashi Maglev, no Japão, foi oficialmente inaugurada e, em abril de 2015, o veículo de teste MLX01 atingiu uma velocidade de 374 mph utilizando fortes ímãs supercondutores.

Os supercondutores podem ser categorizados em supercondutores do Tipo I e do Tipo II.

Trinta metais puros exibem resistividade zero abaixo de sua temperatura crítica e exibem o efeito Meissner, propriedade que exclui campos magnéticos do interior do supercondutor enquanto a temperatura do supercondutor está abaixo de sua temperatura crítica. Esses metais são chamados de supercondutores do Tipo I. A supercondutividade existe apenas abaixo de suas temperaturas críticas e abaixo de determinada intensidade de campo magnético crítico. Os supercondutores do Tipo I possuem aplicações práticas limitadas, pois a intensidade do campo magnético crítico necessária para destruir a supercondutividade é bastante baixa.

Os supercondutores do Tipo II possuem campos magnéticos críticos muito mais altos e podem suportar densidades de corrente muito maiores enquanto permanecem em estado supercondutor. Várias cerâmicas contendo bário-cobre-óxido possuem temperaturas críticas muito mais altas para a transição para o estado supercondutor. Materiais supercondutores que pertencem a essa subcategoria de supercondutores do Tipo II são frequentemente categorizados como supercondutores de alta temperatura.

Quando um ímã permanente é colocado sobre qualquer tipo de material supercondutor, o ímã é repelido e levita em uma posição estável devido ao efeito Meissner. Os supercondutores são categorizados em grupos Tipo I e Tipo II com base em seu comportamento e características.

Os supercondutores do tipo I atuam como condutores quando operados à temperatura ambiente. No entanto, quando resfriado abaixo da temperatura crítica, o movimento molecular dentro da substância é reduzido, permitindo que a corrente flua o mais livremente possível.

Eles normalmente consistem em metais puros como mercúrio, zinco, alumínio, chumbo, etc., e obedecem totalmente ao efeito Meissner, embora tenham um campo magnético crítico baixo.

Os supercondutores do tipo II exibem uma fase intermediária de propriedades comuns e supercondutoras mistas em temperaturas intermediárias e campos acima das fases supercondutoras.

Eles normalmente compreendem nióbio elementar, vanádio, tecnécio e ligas metálicas ou óxidos complexos.

Os supercondutores do tipo II obedecem parcialmente ao efeito Meissner e têm dois campos magnéticos críticos.