СПОСОБ СОЗДАНИЯ АНОМАЛЬНОЙ ПРОВОДИМОСТИ Российский патент 1996 года по МПК C22F1/00 

Изобретение относится к технике и касается материалов с высокой проводимостью.

Для образования аномальной проводимости в проводнике необходимо сначала создать плотность дислокаций порядка 10⁸-10¹⁴ см^-2, причем такую плотность можно обеспечить различными методами деформаций: наклоном, прокатом, обжатием и растяжением. Кроме условия образования высокой плотности дислокаций необходимо их регулярное распределение по длине проводника, что трудно обеспечить перечисленными методами деформации металла. Одновременно выполнение условий высокой плотности дислокаций и их регулярное распределение обеспечивается изготовлением проводника в виде сдвоенной винтовой моноспирали путем скручивания двух проводников вокруг несущей оси.

В сдвоенной винтовой моноспирали внутренний диаметр каждой моноспирали стремится к нулю, а внешний диаметр моноспирали равен двум диаметрам проволоки, в результате чего происходит уменьшение общего сечения проводника по сравнению с одинарным моноспиральным, т.е. отношение диаметра общего сечения проводника к площади сечения двух проводников уменьшается в два раза, а угол направления кручения проводника к продольной оси стремится к 90^о. В результате этого достигается максимальная плотность упаковки, т.е. чем больше угол, тем выше плотность дислокаций. Это обеспечивает низкую температуру перехода в аномальную проводимость, меньшее падение напряжения при выходе на аномальную проводимость, более низкое первичное сопротивление, т.е. стабилизацию аномальной проводимости, увеличение механической прочности проводника.

Способ осуществляют следующим образом.

Деформированные проводники крепят в вакуумной камере на изолированных друг от друга подвесках, концы крепят к токоподводам. Затем из камеры откачивают воздух и заполняют ее до атмосферного давления инертным газом. Затем на токоподводы подают ток от источника постоянного тока, на котором можно устанавливать режимы по стабилизации тока и/или напряжения. Изменение тока в проводниках задают изменением напряжения на выходе источника питания, либо напряжение на источнике питания задают 600 В, а стабилизацию тока изменяют во времени от 0 до требуемого значения. Осуществляют измерение вольтамперных характеристик перехода в аномальную проводимость, из которых вычислением можно найти динамику изменения проводимости проводника.

П р и м е р. Изготовлены два проводника. Один из двух вольфрамовых проволок диаметром 0,005 см каждая в виде сдвоенной винтовой моноспирали, другой из двух вольфрамовых проволок диаметром 0,002 см каждая в виде сдвоенной винтовой моноспирали. Проводники помещают в камеру с инертным газом и подключают к токоподводам. Вольтамперную характеристику записывают на двухкоординатном самописце. На проводник подают ток, возрастающий во времени, но при этом он находится в режиме стабилизации, т.е. задаваемая величина тока остается неизменной независимо от изменения сопротивления нагрузки в любой момент времени. Изменение тока во времени проводится регулятором стабилизации тока. Скорость нарастания плотности тока при испытании проводников 1 ^.10⁵ А см^-2 с^-1. Ведут нарастание плотности тока до остановки роста напряжения на проводнике. Остановка роста напряжения является началом перехода в состояние аномальной проводимости. Установлено, что в зависимости от угла наклона витков к продольной оси проводника плотность дислокаций в этих проводниках различна. Результаты испытаний приведены ниже.

Плотность дислокаций на см^-2 10⁹ 8•10⁹ 3•10¹¹ 1•10¹²
Угол наклона витков/ в град 38 46 52 58
Температура перехода в аномальную проводимость/ ^oC 2400 1600 950 700
Плотность дислокаций расчетная и рассчитана по классическим формулам в зависимости от радиуса изгиба проводника при его фиксированном диаметре.

Способ создания аномальной проводимости при повышенных температурах включает проведение пластической деформации проводника путем скручивания двух проволок в спираль с углом наклона витков спирали к ее продольной оси 20-58^o и последующее пропускание электрического тока.

Способ создания аномальной проводимости, включающий проведение пластической деформации проводника путем скручивания двух проволок в спираль с углом наклона витков спирали к ее продольной оси 20 58^o и последующее пропускание электрического тока.