Supercondutores Ciência dos Materiais

Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais

Engenharia Mecatrônica

Gustavo Henrique Teixeira Oliveira

Supercondutores

Divinópolis
Junho / 2013
Índice

1. Introdução 03
2. Supercondutividade 04
3. Teoria BCS 05
4. Efeito Messner 06
5. Tipos de Supercondutores 07
6. Estrutura 08
7. Aplicações 09
8. Bibliografia 11
1. Introdução

Em 1911, o físico holandês Heike Kamerlingh Onnes, observou que a resistividade elétrica do mercúrio desaparecia bruscamente quando resfriado a 4,2K (-269,2 °C).
Inicialmente, o fenômeno foi chamado supracondutividade, evoluindo para supercondutividade.
Kamerling-Onnes recebeu o prêmio Nobel de física de 1913 pelo seu descobrimento.

A temperatura a partir da qual a resistência elétrica de alguns materiais torna-se bruscamente nula chama-se temperatura crítica (Tc).
2. Supercondutividade

Até 1986 os melhores supercondutores apresentavam temperatura crítica ≤23K.
O material deveria ser resfriado em hélio líquido para tornar-se supercondutor.
Os supercondutores que apresentavam temperaturas críticas mais altas eram compostos à base de nióbio:
Nb3Ge (23,0 K)
Nb3Al (18,9 K)
Nb3Sn (18,3 K)
Solução sólida Nb-Ti (10,2 K)
Em abril de 1986, nos laboratórios da IBM em Zurique, foram descobertos materiais supercondutores cerâmicos com temperaturas críticas elevadas.
Uma das cerâmicas supercondutoras mais conhecida e promissora é o óxido misto Y1Ba2Cu3O7-X, cuja temperatura crítica é de aproximadamente 100 K.
Estas cerâmicas tornam-se supercondutoras quando resfriadas em nitrogênio líquido (77 K), muito mais barato que o hélio.
A supercondutividade desaparece se:
T > Tc e/ou;
H > Hc e/ou;
J > Jc.

3. Teoria BCS

O fenômeno da SC foi explicado em 1957 pela chamada Teoria BCS, formulada pelos físicos J. Bardeen, L. Cooper e R. Scrieffer, rendendo-lhes o Nobel de Física em 1972.
Essencialmente a teoria atribui o estado de SC a um fenômeno de atração