Vergleich von Typ-I- und Typ-II-Supraleitern
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Feld: Grundlagen der Elektrotechnik
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China
Basierend auf dem Verhalten und den Eigenschaften von Supraleitern werden diese in zwei Kategorien eingeteilt:
(1) Typ – I Supraleiter: Niedrigtemperatur-Supraleiter.
(2) Typ – II Supraleiter: Hochtemperatur-Supraleiter.
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Typ – I und Typ – II Supraleiter unterscheiden sich leicht in ihrem Verhalten und ihren Eigenschaften. Der Vergleich zwischen Typ-I und Typ-II Supraleitern ist in der folgenden Tabelle dargestellt:
| Typ – I Supraleiter | Typ – II Supraleiter |
| Niedrige kritische Temperatur (in der Regel im Bereich von 0K bis 10K) | Hohe kritische Temperatur (in der Regel größer als 10K) |
| Niedriges kritisches Magnetfeld (in der Regel im Bereich von 0,0000049 T bis 1T) | Hohes kritisches Magnetfeld (in der Regel größer als 1T) |
| Perfekte Einhaltung des Meissner-Effekts: Das Magnetfeld kann das Material nicht durchdringen. | Teilweise Einhaltung des Meissner-Effekts, aber nicht vollständig: Das Magnetfeld kann das Material teilweise durchdringen. |
| Zeigt ein einziges kritisches Magnetfeld. | Zeigt zwei kritische Magnetfelder |
| Verlieren leicht den supraleitenden Zustand bei einem schwachen Magnetfeld. Daher werden Typ-I Supraleiter auch als weiche Supraleiter bezeichnet. | Verlieren nicht leicht den supraleitenden Zustand bei einem externen Magnetfeld. Daher werden Typ-II Supraleiter auch als harte Supraleiter bezeichnet. |
Der Übergang vom supraleitenden Zustand zum normalen Zustand aufgrund eines externen Magnetfelds ist für Typ-I Supraleiter scharf und abrupt. |
Der Übergang vom supraleitenden Zustand zum normalen Zustand aufgrund eines externen Magnetfelds erfolgt allmählich, aber nicht scharf und abrupt. Beim niedrigeren kritischen Magnetfeld (HC1) beginnt der Typ-II Supraleiter, seine Supraleitung zu verlieren. Beim höheren kritischen Magnetfeld (HC2) verliert der Typ-II Supraleiter seine Supraleitung vollständig. Der Zustand zwischen dem niedrigeren und dem höheren kritischen Magnetfeld wird als Zwischenzustand oder gemischter Zustand bezeichnet. |
| Aufgrund des niedrigen kritischen Magnetfelds können Typ-I Supraleiter nicht zur Herstellung von Elektromagneten verwendet werden, die starke Magnetfelder erzeugen. | Aufgrund des hohen kritischen Magnetfelds können Typ-II Supraleiter zur Herstellung von Elektromagneten verwendet werden, die starke Magnetfelder erzeugen. |
| Typ-I Supraleiter sind in der Regel reine Metalle. | Typ-II Supraleiter sind in der Regel Legierungen und komplexe Oxide von Keramiken. |
| Die BCS-Theorie kann verwendet werden, um die Supraleitung von Typ-I Supraleitern zu erklären. | Die BCS-Theorie kann nicht verwendet werden, um die Supraleitung von Typ-II Supraleitern zu erklären. |
| Diese sind vollständig diamagnetisch. | Diese sind nicht vollständig diamagnetisch |
| Diese werden auch als weiche Supraleiter bezeichnet. | Diese werden auch als harte Supraleiter bezeichnet. |
| Diese werden auch als Niedrigtemperatur-Supraleiter bezeichnet. | Diese werden auch als Hochtemperatur-Supraleiter bezeichnet. |
| Es gibt keinen gemischten Zustand in Typ-I Supraleitern. | Es gibt einen gemischten Zustand in Typ-II Supraleitern. |
| Leichte Unreinheiten beeinflussen die Supraleitung von Typ-I Supraleitern nicht. | Leichte Unreinheiten beeinflussen die Supraleitung von Typ-II Supraleitern stark. |
| Aufgrund des niedrigen kritischen Magnetfelds haben Typ-I Supraleiter begrenzte technische Anwendungen. | Aufgrund des hohen kritischen Magnetfelds haben Typ-II Supraleiter breitere technische Anwendungen. |
| Beispiele: Hg, Pb, Zn, usw. | Beispiele: NbTi, Nb3Sn, usw. |
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