Спосіб визначення розподілу густини критичного струму у надпровідниках

Спосіб визначення розподілу густини критичного струму у надпровідниках, який полягає у тому, що індукують змінним магнітним полем струм у надпровіднику за рахунок зміни взаємного розташування надпровідника та постійного магніту, магнітний момент якого зорієнтовано вздовж лінії переміщення, визначають максимальне значення паралельної до поверхні надпровідника компоненти магнітного поля постійного магніту та реєструють силу взаємодії надпровідника та постійного магніту, який відрізняється тим, що визначають за отриманим значенням сили ту відстань, для якої це значення сили досягається для ідеального жорсткого надпровідника, попередньо визначивши силу взаємодії постійного магніту з ідеальним надпровідником, визначають різницю цих відстаней, визначають глибину протікання струму за формулою 5=4Az, де Дг розбіжність у відстані між надпровідником та магнітом, на якій визначено силу, та відстані, для якої це значення сили досягається для ідеального жорсткого надпровідника, а розподіл густини критичного струму визначають за формулою Винахід відноситься до неруйнівного контролю, може бути використаний для безконтактного експресного визначення розподілу густини критичного струму у приповерхневому шарі виробів з надпровідникових матеріалів та контролю їх якості Відомо спосіб визначення густини критичного струму у надпровідниках (АС СССР №1711102 МКП G01R33/035 19/08 Бюл №5, 92г), за яким індукується змінним магнітним полем струм у надпровіднику за рахунок зміни взаємного розташування надпровідника та постійного магніту, магнітний момент якого зорієнтовано вздовж лінії переміщення, та реєструють силу їх взаємодії, причому збільшення відстані тіла та постійного магніту починають на нелінійній ДІЛЯНЦІ зміни сили взаємодії Густину критичного струму визначають за формулою J k = К ( Н В / Х В ) Д Х | д е Х в . найменша відстань між тілом, що досліджують, та постійним магнітом, Нв - напруженість поля на відстані Хв від сили взаємодії надпровідника з магнітом від відстані між ними, що ускладнює процес визначення та знижує точність визначення густини критичного струму у приповерхневому шарі виробів з надпровідникових матеріалів Відомо спосіб визначення густини критичного струму у надпровідниках (Bean С Р Magnetization of hard superconductors //Phys Rev Lett,-1962 v 8 -P 250-253) за якими у надпровіднику циліндричної форми магнітним полем, зорієнтованим вздовж лінії симетрії зразка, індукується струм, визначається струм на поверхні надпровідника густини критичного струму визначається формулою J=(c/4n]nxb : де с є швидкістю світла, п є вектором-нормаллю до поверхні, a b e паралельною до поверхні надпровідника компонентою магнітного поля на цій поверхні Недоліком цього способу є необхідність використання зразків циліндричної форми та певної геометрії магнітного поля, що обмежує використання способу та зменшує точність та достовірність визначення густини критичного струму у приповерхневому шарі виробів з надпровідникових магніту, АХ - довжина лінійної ділянки зміни сили взаємодії з відстанню, К-чисельний коефіцієнт Недоліком цього способу є необхідність встановлення положення нелінійної ділянки залежності Jс c = 2л^5. де с-швидкість світла, b-паралельна до поверхні надпровідника компонента магнітного поля постійного магніту, Дг - розбіжність у відстані між надпровідником та магнітом, на якій визначено силу, та відстані, для якої це значення сили досягається для ідеального жорсткого надпровідника ю C O 00 ю матеріалів через необхідність притримуватись як змога ближче до вимог щодо форми досліджуваних зразків та орієнтації магнітного поля Найбільш близьким за технічною сутністю до запропонованого є спосіб визначення густини критичного струму у надпровідниках (МПК 7 G01R 33/035 патент України №37848А, Бюлетень Промислової власності № 4, 2001), який полягає утому, що індукують змінним магнітним полем струм у надпровіднику за рахунок зміни взаємного розташування надпровідника та постійного магніту, магнітний момент якого зорієнтовано вздовж лінії переміщення, та реєструють силу їх взаємодії при найменшій відстані між ними, визначають за отриманим значенням сили ту відстань, для якої це значення сили досягається для ідеального жорсткого надпровідника, визначають різницю цих відстаней, визначають максимальне значення паралельної до поверхні надпровідника компоненти магнітного поля постійного магніту, а значення густини критичного струму визначають за формулою, с 8л Az де с - швидкість світла, b - паралельна до поверхні надпровідника компонента магнітного поля постійного магніту, Az - розбіжність у відстані між надпровідником та магнітом на якій визначено силу, та відстані, для якої це значення сили досягається для ідеального жорсткого надпровідника Недоліком цього способу є те, що він не може бути використаний для визначення розподілу густини критичного струму Технічною задачею винаходу є створення безконтактного способу визначення розподілу густини критичного струму у приповерхневому шарі виробів з надпровідникових матеріалів який забезпечить експресність, високу точність та достовірність визначення розподілу густини критичного струму у надпровіднику та надасть змогу його використання для контролю якості виробів з надпровідникових матеріалів Поставлена задача вирішується за рахунок того, що індукують змінним магнітним полем струм у надпровіднику за рахунок зміни взаємного розташування надпровідника та постійного магніту, магнітний момент якого зорієнтовано вздовж лінії переміщення, визначають максимальне значення паралельної до поверхні надпровідника компоненти магнітного поля постійного магніту та реєструють силу взаємодії надпровідника та постійного магніту, причому, визначають за отриманим значенням сили визначають ту відстань, для якої це значення сили досягається для ідеального жорсткого надпровідника, попередньо визначивши силу взаємодії постійного магніту з ідеальним надпровідником, визначають різницю цих відстаней, визначають глибину протікання струму за формулою 5 = 4Az _ де Az - розбіжність у відстані між надпровідником та магнітом на якій визначено силу, та відстані, для якої це значення сили досягається для ідеального жорсткого надпровідника, а значення густини критичного струму визначають за 58735 формулою, _с_]э J. = — -, 2л 5 : де с - швидкість світла, b - паралельна до поверхні надпровідника компонента магнітного поля постійного магніту, Az - розбіжність у відстані між надпровідником та магнітом на якій визначено силу, та відстані, для якої це значення сили досягається для ідеального жорсткого надпровідника Заявлений спосіб дозволяє безконтактне, експресне, з високою точністью та з більшою достовірністью визначати розподіл густини критичного струму, та дозволяє визначати якість виробів з надпровідниковіх матеріалів Спосіб здійснюють наступним чином У судині Дьюара розміщують надпровідник, охолоджують Змінним магнітним полем індукують струм у надпровіднику за рахунок зміни взаємного розташування надпровідника та постійного магніту, магнітний момент якого зорієнтовано вздовж лінії переміщення Для обраного магніту визначають паралельну до поверхні надпровідника компоненту магнітного поля постійного магніту, визначають силу взаємодії з постійним магнітом, визначають різницю відстаней між надпровідником та магнітом на якій визначено силу, та відстані, для якої це значення сили досягається для ідеального жорсткого надпровідника, попередньо визначивши силу взаємодії постійного магніту з ідеальним надпровідником, визначають глибину протікання струму за формулою S = 4Az _ д Є Az - розбіжність у відстані між надпровідником та магнітом на якій визначено силу, та відстані, для якої це значення сили досягається для ідеального жорсткого надпровідника Густини критичного струму надпровіднику визначають за формулою _с_]э J. = — -, 2л 5 : де с - швидкість світла, b - паралельна до поверхні надпровідника компонента магнітного поля постійного магніту, Az - розбіжність у відстані між надпровідником та магнітом на якій визначено силу, та відстані, для якої це значення сили досягається для ідеального , жорсткого надпровідника Отримані значення розподілу густини критичного струму запропонованим способом представлені у таблиці 1 для надпровідника з Y-123 та Ві2223 для різних глибин протікання струму Таблиця 1 Температура К 79 79 79 Глибина 1 2*10' CM 1,7*10' см 2 7*10' см Ві-2223 J c A/cm2 Y-123 J c A/cm2 1 5*104 1 62*104 1 47*104 1 52*104 1 35*104 1 52*104 Спосіб можна використовувати як в лабораторних так і в промислових умовах 58735 Комп'ютерна верстка М Клюкш Підписано до друку 05 09 2003 Тираж 39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна