Влияние низкотемпературной деформации на сверхпроводящие параметры моноатомных и композиционных сверхпроводников

Проведен анализ результатов приоритетных исследований влияния структурных изменений вследствие силовых воздействий при низких температурах (Т<<Θ, Θ-дебаевская температура) на сверхпроводящие параметры моноатомных сверхпроводников с различным типом кристаллической решетки (In, Sn, V, Nb, Zr) и...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Published in:	Вопросы атомной науки и техники
Date:	2000
Main Authors:	Соколенко, В.И., Стародубов, Я.Д.
Format:	Article
Language:	Russian
Published:	Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України 2000
Subjects:	Сверхпроводимость и сверхпроводящие материалы
Online Access:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/78228
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:	Влияние низкотемпературной деформации на сверхпроводящие параметры моноатомных и композиционных сверхпроводников / В.И. Соколенко, Я.Д. Стародубов // Вопросы атомной науки и техники. — 2000. — № 5. — С. 33-45. — Бібліогр.: 60 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

_version_	1859745679968043008
author	Соколенко, В.И. Стародубов, Я.Д.
author_facet	Соколенко, В.И. Стародубов, Я.Д.
citation_txt	Влияние низкотемпературной деформации на сверхпроводящие параметры моноатомных и композиционных сверхпроводников / В.И. Соколенко, Я.Д. Стародубов // Вопросы атомной науки и техники. — 2000. — № 5. — С. 33-45. — Бібліогр.: 60 назв. — рос.
collection	DSpace DC
container_title	Вопросы атомной науки и техники
description	Проведен анализ результатов приоритетных исследований влияния структурных изменений вследствие силовых воздействий при низких температурах (Т<<Θ, Θ-дебаевская температура) на сверхпроводящие параметры моноатомных сверхпроводников с различным типом кристаллической решетки (In, Sn, V, Nb, Zr) и сверхпроводящих композитов на основе сплава Nb-Ti и интерметаллида Nb3Sn, выполненных в лаборатории физики прочности и пластичности ННЦ ХФТИ в 70-90 г.г. Обсуждаются физические модели и механизмы выявленных изменений характеристик сверхпроводимости.
first_indexed	2025-12-01T21:26:19Z
format	Article
fulltext	РАЗДЕЛ ВТОРОЙ: СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ И СВЕРХПРОВОДЯЩИЕ МАТЕРИАЛЫ УДК 538.9: 539.2: 548.4 ВЛИЯНИЕ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ДЕФОРМАЦИИ НА СВЕРХПРОВОДЯЩИЕ ПАРАМЕТРЫ МОНОАТОМНЫХ И КОМПОЗИЦИОННЫХ СВЕРХПРОВОДНИКОВ В.И. Соколенко, Я.Д. Стародубов Национальный научный центр «Харьковский физико-технический институт» Украина, 61108, г. Харьков, ул. Академическая, 1. Е-mail: ncs@kipt.kharkov.ua Проведен анализ результатов приоритетных исследований влияния структурных изменений вследствие силовых воздействий при низких температурах (Т<<Θ, Θ-дебаевская температура) на сверхпроводящие па- раметры моноатомных сверхпроводников с различным типом кристаллической решетки (In, Sn, V, Nb, Zr) и сверхпроводящих композитов на основе сплава Nb-Ti и интерметаллида Nb3Sn, выполненных в лаборатории физики прочности и пластичности ННЦ ХФТИ в 70-90 г.г. Обсуждаются физические модели и механизмы выявленных изменений характеристик сверхпроводимости. ВВЕДЕНИЕ Изучение природы реальных объемных сверх- проводников является одной из основных задач современной физики твердого тела и низких темпе- ратур. Существенная часть научной информации в этой области получена в работах, посвященных ис- следованию изменений характеристик сверхпрово- димости материалов при модификации структурно- го состояния посредством воздействия температур- но-силовыми полями. В лаборатории физики прочности и пластично- сти ННЦ ХФТИ в 70-90 годы был выполнен цикл приоритетных исследований изменений комплекса сверхпроводящих параметров моноатомных сверх- проводников с различным типом кристаллической решетки (In, Sn, V, Nb, Zr) и сверхпроводящих композитов на основе сплава Nb-Ti и интерметалли- да Nb3Sn в результате силовых воздействий при низ- ких температурах (Т<<Θ, Θ-дебаевская температу- ра). Обнаруженные нетривиальные эффекты обу- словлены формированием специфических дефектных структур (в случае чистых металлов) и изменениями напряженного состояния и структурно-фазового со- става (в случае композиционных сверхпроводников). В настоящем обзоре представлены и обобщены экспериментальные результаты, описывающие из- менение комплекса сверхпроводящих характеристик широкого круга материалов, структурное состояние которых изменялось при использовании таких схем силового нагружения, как прокатка, волочение, кру- чение, ультразвуковое облучение при температурах 4,2 – 77 К. Для измерения критических сверхпрово- дящих параметров в процессе растяжения, кручения и ультразвукового воздействия, использовались ори- гинальные методики и устройства, приоритет в раз- работке и реализации которых принадлежит ННЦ ХФТИ. 1. ИЗМЕНЕНИЕ ТС, НС2 И МИКРОСКОПИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ МОНОАТОМНЫХ СВЕРХПРОВОДНИКОВ, ОБУСЛОВЛЕННОЕ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ДЕФОРМАЦИЕЙ Выполненные исследования моноатомных сверх- проводников с различным типом кристаллической решетки, результаты которых изложены ниже, яв- ляются развитием работ по изучению сверхпроводи- мости металлов, деформированных при низких тем- пературах, начатых в 40-е годы в ХФТИ В.И. Хотке- вичем [1]. Он впервые в мировой практике реализо- вал деформирование металлов сжатием при темпе- ратуре жидкого гелия с помощью специального пресса и отметил, что для ряда металлов эффекты изменения температуры сверхпроводящего перехода ТС при пластической деформации отличаются от эф- фектов, обусловленных всесторонним сжатием. Исследования ТС поликристаллического индия, обладающего тетрагональной решеткой (ТС0= 3,407 К), в условиях деформирования прокаткой при 4,2 К выполнены М.Б. Лазаревой и Я.Д. Стародубо- вым [2]. Они показали, что увеличение степени об- жатия в интервале 60<δ≤82% приводит к смещению кривых s-n-перехода в область более высоких тем- ператур. Максимальный прирост ТС при δ=82% со- ставил 0,2 К (∆ТС/ТС0≅5,9%). Было обнаружено, что уменьшение скорости деформирования вызывает более сильное повышение ТС, связанное с увеличе- нием степени дефектности структуры вследствие снижения фактора деформационного разогрева об- разца. Последний является существенным для ме- таллов с низким значением Θ из-за незначительной (по сравнению с переходными металлами) величины энергии активации релаксационных процессов при низкотемпературной деформации. И.А. Гиндин, М.Б. Лазарева, В.И. Соколенко и Я.Д. Стародубов в 1980 г. [3] впервые сообщили о сильном увеличении ТС ванадия с деформационны- ми двойниками, связываемом с изменением фо- нонного спектра и электрон-фононного взаимодей- ствия (ЭФВ) на границах двойников. Это сообщение стимулировало мощный всплеск эксперименталь- ных и теоретических работ по изучению локализо- ванной сверхпроводимости двойниковых границ в таких известных научных центрах, как ИФП РАН, ИФТТМ РАН, МГУ, ФТИНТ НАН, ИФ НАН, и др. В ННЦ ХФТИ в работах [4-12] на переходных ме- таллах с различным типом кристаллической решет- ки (ОЦК и ГПУ) было продолжено начатое в [3] изучение явления сильного увеличения параметров сверхпроводимости в результате низкотемператур- ной деформации. Исследования влияния деформационных дефек- тов и напряженного состояния, создаваемых в усло- виях деформации кручением при 4,2 К на ТС ниобия (ТС0=9,2 К) и ТС и второе критическое поле НС2 вана- дия (ТС0=5 К) были выполнены в [4-7,12]. Средний размер зерна в использованных тонкостенных ци- линдрических образцах составлял ∼4-5 мм, что способствовало интенсивному механическому двой- никованию. Было показано, что в результате дефор- мации исходные образцы Nb и V трансформируются в гетерогенные сверхпроводники, состоящие из че- редующихся областей с относительно низкими зна- чениями средней плотности дислокаций Nd и участков локализованного пластического течения в виде скоплений дефектов и деформационных границ раздела. В качестве примера на рис.1 представлена микроструктура ниобия, деформированного круче- нием при 4,2 К на γ=0,08 (γ - степень сдвиговой де- формации) [6]. Участки локализации деформации вызывают сильное размытие кривых s-n-перехода в области температур, превышающих ТС матричного кристалла, и появление на них ступенек, характер- ных для многофазных (в термодинамическом смыс- ле) систем. Рис. 1. Микроструктура ниобия, деформированного кручением при 4,2 К: двойник с зонами аккомодации, × 15000 (а); замкнутая дислокационная граница, × 25000 [6](б) Зависимость прироста температуры сверхпрово- дящего перехода ∆ТС от напряжения течения τ для ниобия приведена на рис.2 [12]. В упругой области изменение ТС незначительно и обратимо. Выше пре- дела текучести для высокотемпературной фазы мак- симальный прирост ТС составляет 1,22 К (∆ТС/ТС0≅ 13%) и достигается при величине сдвиговой дефор- мации γ≅0,1. Рис. 2. Зависимости прироста температуры сверхпро- водящего перехода ∆ТС от напряжения течения τ в условиях однонаправленного кручения (1) и одноосного растяжения (2) ниобия при 4,2 К. Буквами а, б и в от- мечены значения ∆ТС в нагруженном состоянии (τ =820 МПа), после разгрузки при 4,2 К и выдержке при 300 К в течение 18 ч, соответственно [12] Для V характер деформационного изменения ТС качественно подобен, однако, максимальный при- рост ТС равен 0,43 К (∆ТС/ТС0≅8,6%) при том же зна- чении γ [5]. Разгрузка образцов V и Nb на стадии пластиче- ского течения приводит к снижению ∆ТС на ∼25 и 20% соответственно [5,6]. Картину трансформации гомогенного моноатом- ного сверхпроводника в гетерогенный в процессе нагружения при 4,2 К выше предела текучести под- тверждают измерения НС2 [7]. На рис.3 для ванадия представлены зависимости возникающего на образ- це падения напряжения U от поперечного магнитно- го поля Н при различных характеристиках напря- женного состояния. Рис. 3. Зависимости U(H) для ванадия в исходном со- стоянии (1), в области пластической деформации при τ =370 (2), 438 (3), 492 МПа (4), после разгрузки (5) и по- сле выдержки при 293 К в течение 18 ч (6). Стрелками указаны значения Hc2 [7] Видно, что в области пластической деформации форма кривых (2-6) изменяется по сравнению с фор- мой кривой для исходного состояния. Возникшие ступеньки, как и в случае измерения ТС, свидетель- ствуют о появлении в объеме новой фазы. В условиях знакопеременного нагружения (γ=± 2,2%) поведение ТС ванадия отличается от поведе- ния при однонаправленном кручении. На фоне мо- нотонного увеличения τ наблюдается резкий рост ТС после первого полуцикла, сменяющийся плавным снижением ∆ТС с выходом на насыщение (рис.4) [5]. Рис. 4. Зависимости относительных изменений напря- жения течения при знакопеременном кручении ∆τ/τ2,2 (а) и температуры сверхпроводящего перехода ∆ТС /ТС0 (б) ванадия от числа циклов кручения N при 4,2 К [5] Изохронные отжиги вызывают уменьшение ∆ТС. Для Nb основной прирост ТС (∼86%) устраняется от- жигом при 300 К. Заметное уменьшение ТС (∼17%) фиксируется уже после небольших (до 20 К) отогре- вов [6]. Для V в результате отжига при 300 К сниже- ние ∆ТС и ∆НС2 составляет ∼60% [5,7]. По сравнению с элементами пятой группы Zr имеет сравнительно низкое значение ТС, что затруд- няет исследования влияния на эту характеристику дефектов, создаваемых непосредственно в процессе деформации при низких температурах. В работах [8,9] впервые изучено изменение ТС Zr(ТС0=0,46 К) после деформации растяжением на 8% при 4,2 К и отогрева до 300 К. Прирост ТС составил более 20%, что на порядок больше, чем у V и Nb после отогрева до 300 К. Можно полагать, что эффект увеличения ТС Zr без отогрева до 300 К будет существенно большим и сравним, например, с увеличением ТС Re [13], также обладающего ГПУ-решеткой. Исследования ТС, НС2, удельного электросопро- тивления ρn и дефектной структуры после деформа- ции прокаткой при 20 К в интервале степеней обжа- тия 2≤δ≤80% поликристаллического и монокристал- лического текстурной ориентации (001) [110] Nb выполнены в [10,12]. Для обоих типов образцов ха- рактерна трехстадийность зависимостей ∆ТС(δ) и ∆ρ n(δ) (рис.5). Рис.5. Зависимости приростов температуры сверх- проводящего перехода ∆ТС (1), (2) и удельного электро- сопротивления ∆ρn (3), (4) монокристаллического (1), (3) и поликристаллического (2), (4) ниобия от степени деформации прокаткой δ при 20 К [12] Участки резкого роста ТС в области малых значе- ний δ (до ∼10%) связаны, как и в случае деформации Nb кручением при 4,2 К, с увеличением ТС в местах локализации пластического течения, прежде всего на границах двойников. Темп увеличения ТС на вто- рой стадии (12≤δ≤70%) заметно ниже. При δ>12% двойниковая мода пластической деформации прак- тически исчерпывается и в сердцевине образцов формируется равномерное распределение дислока- ций. Nd возрастает с ростом δ, что является домини- рующим фактором увеличения ТС. Вместе с тем в силу специфики деформации прокаткой в припо- верхностных слоях происходит более интенсивное накопление дефектов, что приводит к трансформа- ции образцов в макроскопически гетерогенные сверхпроводники. Из результатов изучения влияния последовательных утонения на ТС, НС2 и ρn монокри- сталлов, деформированных на 42 и 78%, следует, что деформационный прирост ТС и НС2 в данном случае определяется, в основном, вкладом централь- ной части образца, находящейся в состоянии нерав- номерного объемного сжатия, а изменение ТС и НС2 является следствием эволюции эпюры напряжений I рода. При δ≅80% структурное состояние сердцевины образцов неустойчиво, о чем свидетельствует появ- ление элементов фрагментированной структуры с заметными углами разориентировки на фоне равно- мерно распределенных дислокаций. С данным об- стоятельством связано резкое изменение ТС. Разные знаки изменения ∆ТС моно- и поликристаллического образца обусловлены различными соотношениями объемов фрагментированной структуры и равномер- но распределенных дислокаций и уровней напряже- ний Ι и ΙΙ рода. Для олова, имеющего тетрагональную решетку, характерно интенсивное двойникование при дефор- мации в широком интервале температур. В работах [14-16] А.В. Хоткевичем, И.К. Янсоном (ФТИНТ НАН) и М.Б. Лазаревой, В.И. Соколенко и Я.Д. Ста- родубовым (ННЦ ХФТИ) были выполнены исследо- вания ЭФВ монокристаллов Sn с двойниками, воз- никшими в процессе растяжения при 77 К, методом микроконтактной спектроскопии в нормальном со- стоянии, позволяющим получить информацию об ЭФВ из объема металла с характерным линейным размером, сопоставимым с эффективной толщиной плоскости двойникования (двойниковой границы) ∼ 10а (а – межатомное расстояние). Вблизи плоскости двойникования впервые экспериментально было об- наружено не характерное для совершенных кристал- лов аномальное смягчение спектра ЭФВ, характери- зуемое возрастанием относительной интенсивности низкочастотной части спектра (рис.6). Рис. 6. Микроскопические спектры ЭФВ олова U2∼ d2U/dI2(U) и результаты их обработки: (1) – типичный микроконтактный спектр для контактов между неде- формированными монокристаллическими электрода- ми; (2) и (3) – нетипичный и типичный спектры между электродами с плоскостями двойникования; (4) и (5) – Ũ~d2U/dI2(U)для спектра (1) и восстановленная для спектра (2), соответственно; (6) и (7) – микрокон- тактные функции ЭФВ, восстановленные для спек- тров(1) и (2), соответственно [15] Выполненные оценки показали, что локальное повышение ТС вблизи плоскости двойникования со- ставляет δТС∼ТС, что хорошо согласуется с результа- тами измерений на образцах из порошка Sn, в части- цах которого подавлен эффект близости [17]. 1.1. ВКЛАДЫ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ ДЕФЕК- ТОВ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ РЕШЕТКИ В ТС В рамках существующих представлений величи- на ТС «низкотемпературных» сверхпроводников определяется характеристиками энергетических спектров и параметрами взаимодействия квазича- стиц. Дефекты кристаллической решетки и напряже- ния, изменяя данные характеристики, приводят к из- менению ТС. В процессе низкотемпературной де- формации в материале возникает широкий спектр дефектов кристаллической решетки: точечные (меж- узельные атомы, вакансии, их комплексы), линей- ные (дислокации), деформационные границы разде- ла (границы двойников, фрагментов). Рассмотрим влияние на ТС основных типов дефектов. Дислокации. Дислокации высокой плотности мо- гут вызвать изменение электронного спектра метал- ла [18,19]. С дислокациями связано появление мяг- ких фононных мод [20]. Эти факторы обусловлива- ют локальное усиление электрон-фононного взаимо- действия. Непосредственное увеличение эффектив- ной массы носителей заряда и, следовательно, константы ЭФВ λ следует из [21]. Механизм увеличения ТС, основанный на допол- нительном притяжении электронов вследствие соб- ственных колебаний дислокаций в канавках пайерл- совского потенциального рельефа был предложен в работе [22]. На базе модели [22] в [11] для Nb было получено выражение, описывающее дислокацион- ный прирост ТС в виде: ∆ТС≅α⋅Nd , (1) где α=0,049⋅10-11 К/см-2, Nd – средняя плотность дис- локаций. В [11] показано хорошее соответствие рас- четов по формуле (1) и экспериментальных значе- ний ∆ТС для сердцевины монокристаллов Nb, дефор- мированных прокаткой при 20 К на 12 и 42%, с рав- номерным характером распределения дислокаций (0,6.1011≤Nd≤1,3.1011см-2). Границы фрагментов. Согласно [23], плотность дислокаций в границах фрагментов ванадия, возник- ших при низкотемпературной деформации, состав- ляет Ndb≅2.1012см-2. Эта величина соответствует оценке предельной плотности дислокаций, состав- ляющей Nd lim∼1012-1013см-2 [24], превышение которой вследствие наличия ядер дислокаций приводит к по- тере устойчивости решетки. Для ниобия с домини- рованием в объеме фрагментированной структуры с расстоянием между границами фрагментов 1, срав- ним с длиной когерентности ξ, в соответствии с формулой (1) увеличение ТС не будет превышать ∆ ТС max∼1 К. В реальных условиях 1>>ξ и в силу эф- фекта близости измеряемая в эксперименте величи- на ∆ТС<∆ТС max. Границы двойников. Вблизи когерентных участков границ двойников в пределах 2-3 межатом- ных расстояний существуют сжимающие напряже- ния, достигающие ∼10-1G (G – модуль сдвига) [25], что обусловливает локальные изменения элек- тронного и фононного спектров. О последнем гово- рится в [20]. В [26] показано, что вблизи плоскости двойникования реализуется увеличение константы ЭФВ вследствие размягчения фононного спектра. Возрастание λ на двойниковой границе также воз- можно из-за существования локальных электронных уровней [27-29] и локализации упругих волн [30,31]. Граница реального деформационного двойника в значительной мере некогерентна. Поэтому модели двумерной сверхпроводимости плоскости двойнико- вания (см., напр., [17-32]), соответствующие чисто когерентному характеру границы, представляются идеализированными. Механизм изменения ТС, учитывающий реаль- ную структуру двойниковой границы, был предло- жен в [33]. Из [33] следует увеличение ∆ТС с ростом плотности двойникующих дислокаций (ступенек) на границе. Данная модель дает возможность каче- ственно объяснить наблюдаемые эффекты измене- ния ТС при изменении величины и знака нагрузки и при механической и термической релаксации напря- жений. Для выяснения возможности количественно- го описания в рамках данной модели необходимы исследования корреляции ∆ТС и угла наклона грани- цы двойника относительно геометрической плоско- сти двойникования кристалла. Точечные дефекты. По данным [34] возврат фор- мы образца Nb, деформированного кручением при 4,2 К, наблюдается после отогрева до 30 К и выше. Возврат формы при термической релаксации не мо- жет быть реализован процессами отжига точечных дефектов. Поэтому выявленное в [6] существенное (на 17%) уменьшение ∆ТС Nb после отжига при 20 К (когда релаксационные процессы на границах разде- ла и в скоплениях дислокаций еще заморожены) це- лесообразно связать с перераспределением и отжи- гом межузельных атомов. Упорядоченное располо- жение точечных дефектов, вызывающих максималь- ные статические искажения решетки, реализует наи- больший эффект увеличения ТС в рамках механизма изменения ТС в случае структурного разупорядоче- ния [35]. По сравнению с вакансией межузельный атом приводит к большим локальным искажениям. Поэтому можно ожидать, что цепочки межузельных атомов, являющиеся следствием общепризнанных механизмов пластической деформации и пребываю- щих при гелиевых температурах в «замороженном» состоянии, будут вносить определенный вклад в де- формационное увеличение ТС. Для количественных оценок необходима разработка соответствующих моделей. 1.2. РАСЧЕТЫ МИКРОСКОПИЧЕСКИХ ХА- РАКТЕРИСТИК НИОБИЯ С ДЕФОРМАЦИОННЫМИ ДЕФЕКТАМИ ТС и температурная зависимость удельного элек- тросопротивления ρ(Т) являются характеристиками, чувствительными к ЭФВ. В работе [36] с использо- ванием данных о ТС и ρ(Т) и замкнутой системы до- статочно простых уравнений, описывающих транс- портную константу ЭФВ λtr, ТС в известном пред- ставлении Макмиллана, плазменную частоту Ωр, приведенную частоту столкновений z, лондо- новскую глубину проникновения λ∗ L(0), длину коге- рентности БКШ ξ* 0(0), параметр Гинзбурга-Ландау κ, был рассчитан ряд усредненных по поверхности Ферми микроскопических характеристик монокри- сталлического Nb с различным структурным состоя- нием. Было показано, что в результате деформации, вызывающей сильное увеличение Nd (с ∼109 до ∼1011 см-2), происходит уменьшение Θ, Ωр, ξ 0(0) и ферми- евской скорости и увеличение λ∗ L(0), κ*, эффектив- ной массы электронов и плотности состояний на уровне Ферми. Отжиги в интервале 423-533 К, соот- ветствующем III стадии возврата, неоднозначно влияют на комплекс характеристик Nb. На фоне ре- лаксационных процессов, протекающих во всем температурном интервале и снижающих эффекты, достигнутые после деформации, вследствие отжига при 473 К происходит изменение этих характери- стик, качественно похожее на изменение, обуслов- ленное ростом Nd. Обнаруженный эффект связан с перемещением в решетке вакансий и примеси кис- лорода, очистки матрицы и уменьшением жесткости решетки. Расчеты, выполненные в рамках модели Фриделя двухзонного переходного металла, показали [36], что для Nb с ростом Nd, а также после отжига при 473 К, происходит уменьшение фермиевской энер- гии, ширины d – зоны и снижение центра тяжести d – зоны. Сделан вывод, что в усилении сверхпрово- димости Nb с дислокациями доминирующую роль играет увеличение анизотропии поверхности Фер- ми, сопровождающееся сужением d – зоны и размяг- чением фононного спектра. 2. КРИТИЧЕСКИЕ ТОКИ И ПИННИНГ В ГЕТЕРОГЕННЫХ МОНОАТОМНЫХ СВЕРХПРОВОДНИКАХ Увеличение плотности критического тока JC в металлических сверхпроводниках после различных видов пластической деформации при 300 К – обще- признанное физическое явление, на основе которого возникли и получили развитие современные пред- ставления о пиннинге флюксоидов на дефектах кри- сталлической решетки. Низкотемпературная пласти- ческая деформация обусловливает формирование в материале специфических дефектных структур. Воз- никновение деформационных границ раздела с силь- ным пространственным градиентом концентрации дефектов и напряжений особым образом влияет на JC и объемную силу пиннинга Fp. И.А. Гиндиным, В.И. Соколенко и Я.Д. Стародубовым впервые было обнаружено сильное снижение JC в нулевом и малых магнитных полях ванадия, деформированного при 4,2 К [37]. Затем в серии работ [38-42] был выпол- нен комплекс исследований влияния структурных изменений ванадия и ниобия, деформированных кручением при 4,2 К и прокаткой при 20 К, на ха- рактер полевых зависимостей JC и Fp в интервале 0≤ Н<НС2. Зависимости JC(Н) Nb в исходном состоянии и при различных значениях сдвиговой деформации при 4,2 К, а также после разгрузки и отжига при 300 К представлены на рис.7. Видно, что в нулевом и относительно небольших полях деформации вызывают «аномальное» снижение JC, причем с уве- личением γ интервал такого снижения расширяется. В области больших полей наблюдается обычное увеличение JC с ростом деформации. Разгрузка и от- жиги деформированного образца уменьшают эффек- ты деформации. Для ванадия, деформированного в аналогичных условиях, поведение JC качественно подобно [38]. При снижении чистоты исследуемых материалов деформационное изменение JC уменьша- ется. Рис 7. Зависимости JC (H) для поликристаллического Nb с различным структурным состоянием: γ =0 (1); 0,023 (2); 0,054 (3) (γ - степень сдвиговой деформации при 4,2 К); разгрузка деформированного образца + от- жиг 18 ч при 300 К (4) (а) и вблизи HC2 [41] (б) Изменение JC(Н) монокристаллического Nb, де- формированного прокаткой при 20 К в интервале 5≤ δ≤72%, иллюстрирует рис.8 [40]. Сжижение JC в ма- лых полях отмечается при 5≤δ≤20%. Дальнейшее увеличение δ приводит к росту JC во всем интервале 0≤Н<НС2. Зависимости относительных изменений плотно- сти критического тока в нулевом поле ∆JC/JC0 (∆ JC=JC0-JC def, где JC0 и JC def – плотность критического тока в исходном и деформированном состояниях, соответственно) и температуры сверхпроводящего перехода ∆ТC/ТC0 (∆ТC=ТС def-ТC0) от γ для поликри- сталлических образцов Nb и V представлены на рис. 9. Из рисунка следует корреляция ∆ТC/ТC0 и ∆JC/ JC0 в интервале γ≤0,1 для обоих металлов [42]. В этих условиях деформация V и Nb носит скачкооб- разный характер, что, как отмечалось выше, свиде- тельствует об интенсивном возникновении в объеме деформационных границ раздела, в том числе гра- ниц двойников. Для монокристаллического Nb, деформирован- ного прокаткой при 20 К в интервале степеней об- жатия 5≤δ≤20% также существует корреляция роста ТС и снижения JC [42]. При протекании локальных токов высокой плот- ности в микрообъемах с более высокими локальны- Рис. 8. Зависимости JC(H) для монокристаллического Nb текстурной ориентации в исходном состоянии (1) и после деформации прокаткой при 20 К на δ=5 (2), 10 (3), 37 (4), 42 (5) и 72% (6) [40] Рис. 9. Зависимости ∆JC/JC0 (1,3) и ∆TC/TC0 (2,4) от γ для ванадия (1), (2) и ниобия (3), (4) [42] ми значениями ТС вблизи двойниковых границ уве- личивается вероятность катастрофических скачков потока, что вызывает усиление термомагнитной неустойчивости (ТМН) и снижение макроскопиче- ского критического тока. Это проявляется в смеще- нии вольт-амперных характеристик с лавинооб- разным нарастанием падения напряжения в область более высоких значений поля. В [38] было получено выражение для оценки ограничения максимальной величины перепада индукции ∆В в образце в виде: ∆ В<Bj∼{µ0Cp(TC-T0)}1/2, где Bj – максимальная величи- на перепада индукции, µ0 – магнитная проницае- мость, Cp -теплоемкость, T0 – const. Оценки показа- ли, что для Nb и V вблизи двойниковых границ ло- кальная плотность критического тока в рамках мо- дели критического состояния Бина составляет jC loc∼7⋅ 107 А/см2 [41] и 4⋅107 А/см2 [38] соответственно. Данные значения jC loc составляют ∼20% тока распа- ривания для каждого из материалов. Увеличение внешнего магнитного поля снижает локальные токи и механизм ТМН «выключается», когда «запас» энтальпии превысит плотность маг- нитной энергии, соответствующей jC loc. Значения поля “выключения” ТМН увеличиваются с ростом ТС. Это объясняет смещение левого максимума на полевых зависимостях Fp и соответствующее сниже- ние Fp в малых полях (рис.10). Наблюдаемое частич- ное уменьшение эффекта снижения JC и Fp после разгрузки и отогрева до 300 К образцов, деформиро- ванных при 4,2 К, коррелирует с уменьшением де- формационного прироста ТС и также связано с про- теканием релаксационных процессов в микро- объемах с высоким уровнем внутренних напряже- ний в местах локализации пластического течения и отжигом точечных дефектов. Рис. 10. Зависимости Fp(H) поликристаллического нио- бия в исходном состоянии (1), после сдвиговой дефор- мации γ=0,054 (2) и после отжига 18 ч при 300 К (3) [42] 3. ВЛИЯНИЕ РАСТЯГИВАЮЩИХ НАПРЯ- ЖЕНИЙ НА СВЕРХПРОВОДЯЩИЕ ПАРАМЕТРЫ ПРОВОДНИКОВ НА ОСНОВЕ СПЛАВА Nb-Ti И СОЕДИНЕНИЯ Nb3Sn Технические сверхпроводники на основе дефор- мируемого сплава Nb-Ti и интерметаллида Nb3Sn нашли широкое применение в различных областях науки и техники. Для сверхпроводников на основе сплава Nb-Ti высокая токонесущая способность обусловлена возникновением в процессе механико- термической обработки гетерогенной структуры с образованием пространственной решетки тонких включений с составом, близким к чистому ниобию, и с плотностью 1010-1011 см-2 [43,44]. Высокий уро- вень критических токов в ниобий-титановых сверх- проводниках связывают также с тем, что при распа- де пересыщенного твердого раствора вдоль границ зерен выделяются обогащенные титаном вытянутые частицы в поперечном сечении размером 100- 200 нм, уплощающиеся при дальнейшей деформа- ции до толщин 1-2 нм с расстоянием между ними 4- 8 нм [45-47]. При этом JC линейно увеличивается с ростом содержания α-Ti фазы до ∼30% об.% [47]. В случае сверхпроводников на основе соединения Nb3Sn высокие значения JC связаны со степенью со- вершенства и размером зерна фазы Nb3Sn, формиру- ющейся при реакционных отжигах [48,49]. При разработке и изготовлении магнитных си- стем различного назначения возникла необходи- мость изучения поведения критических сверхпрово- дящих параметров таких проводников при воздей- ствии механических нагрузок. В ННЦ ХФТИ был осуществлен цикл исследований ТС и JC технических сверхпроводников различного типа в условиях воз- действия растягивающих нагрузок и магнитных по- лей при температуре жидкого гелия. И.А. Гиндиным, М.Б. Лазаревой, Я.Д. Староду- бовым и М.П. Старолатом в 1976 г. было показано, что при приложении растягивающего напряжения выше предела упругости σе у одножильного сплава Nb-Ti с добавкой Zr происходит монотонное обрати- мое снижение JC [50]. Затем были выполнены иссле- дования влияния растягивающих нагрузок на JC и ТС проводов различной конструкции из Nb-Ti и Nb3Sn, [50-53] и на ТС и намагниченность ленты из Nb3Sn. [54]. Изменения критического тока IС и температуры сверхпроводящего перехода под воздействием рас- тягивающих напряжений для провода из НТ-50 в медной матрице представлено на рис.11 [51]. Рис. 11. Изменения критического тока IС в поперечном магнитном поле 6,3 Тл (а) и критической температу- ры ТС (б) под действием растягивающей нагрузки при 4,2 К провода из сплава НТ-50 в медной матрице [51] Видно, что по мере увеличения нагрузки IС и ТС мо- нотонно снижаются, а при ее снятии в любой точке их величины полностью восстанавливаются до уровня исходных значений. ТС уменьшается от 9,18 К при σ=0 до 8,8 К при σ=1500 МПа (∆ТC/ТC0≅ 4,1%). Уменьшение IС при этом составляет ∼25%. Для сплава НТ-50, гомогенизированного при 1253 К в течение 20 ч, изменение ТС под нагрузкой не на- блюдалось. Зависимость JC от напряжения для сплава НТ-50 с различным числом жил n приведена на рис.12 [52]. С увеличением числа жил величина снижения JC возрастает. При разгрузке образца после каждого этапа нагружения JC возвращается к исходному Рис. 12. Зависимости JC(σ) проводов из сплава НТ-50 в медной матрице с 1 (а), 37 (б) и 1045 (в) жилами [52] значению (пунктир на графике). На проводнике с n=1045 было исследовано влияние на JC цикличе- ских нагрузок от 10 до 200 в интервале 0,5σВ≤σ≤0,9 σВ (σВ – предел прочности) при 4,2 К в магнитном поле 6,3 Т. Было установлено, что циклирование до напряжений, не превышающих σе не влияет на изме- нение JC, тогда как циклирование выше предела упругости вызывает снижение JC, которое возраста- ет с увеличением числа циклов и нагрузки. При этом для разгруженного состояния характерно уменьше- ние JC на несколько процентов. Совокупность выявленных особенностей поведе- ния JC и ТС ниобий-титановых проводников под на- грузкой в рассмотрении [55] была отнесена к прояв- лению сверхупругости – обратимому возникнове- нию и исчезновению мартенситных включений. В работе [56] было изучено воздействие магнитных полей на напряжение начала деградации критиче- ского тока под нагрузкой, обусловленное ростом мартенситных включений. Было выполнено дисло- кационное рассмотрение формирования мартенсит- ного включения и показано линейное снижение ве- личины внешних упругих напряжений, при которых возникает включение. Данная модель хорошо соот- ветствует экспериментальной зависимости порога деградации σ0 е от величины внешнего магнитного поля (рис.13). Полученный ход зависимости σ0 е(Н) является достаточно универсальным, поскольку ана- логичные измерения, выполненные на сплаве Nb-Ti другого состава, привели к аналогичным результа- там. Таким образом, если возникающая мартенситная фаза обладает пониженными сверхпроводящими па- раметрами, то увеличение объемного содержания этой фазы под нагрузкой будет проявляться в дегра- дации ТС и JC. Рис. 13. Зависимость порога деградации σ0 е от величи- ны внешнего поля H многожильного (300) ниобий-ти- танового провода диаметром 0,2 мм [56] Для сверхпроводников на основе Nb3Sn поведе- ние JC под нагрузкой отличается от поведения для Nb-Ti сверхпроводников и в значительной мере за- висит от их конструкции, характера и режима фор- мирования основной сверхпроводящей фазы Nb3Sn. На рис.14 представлены зависимости JC и ТС от σ для многожильного (n=7225) проводника в бронзо- вой матрице [52]. Характерной чертой зависимости JC(σ) является наличие максимума: с ростом напря- жения JC первоначально увеличивается (максималь- ный прирост JC составляет ∼35%), а затем по дости- жении некоторого напряжения, близкого к σе, резко уменьшается (кривая 1). Поведение JC, измеренного после снятия внешней нагрузки, качественно повто- ряет ход JC при увеличении нагрузки (кривая 2). При этом величина JC посте разгрузки значительно выше исходной (на ∼25%) и практически не зависит от значения предварительно прикладывавшегося напряжения в широких пределах. Лишь на заключи- тельном этапе нагружения (выше макроупругой об- ласти) величина JC после разгрузки начинает сни- жаться, оставаясь все же выше значения JC в нагру- женном состоянии. Изменение ТС под нагрузкой происходит монотонно (кривая 3). Снижение ТС при σ≅σВ составляет 7,3% (∆ТС=1,35 К). Измерения ТС после разгрузки образца, предварительно нагружав- шегося в широком диапазоне значений σ, показали практически отсутствие изменения этой характери- стики (кривая 4). Существенное влияние на характер зависимости JC(σ) оказывает изменение диаметра провода и ре- жима термообработки [53]. Из рис.15 следует, что для проводника диамет- ром 1 мм, содержащего 14641 жилу, эффект увели- чения JC с нагрузкой составляет ∼15% (кривые 1,3), тогда как для проводника диаметром 0,5 мм JC не из- меняется при возрастании σ до предела упругости (кривые 2,4). Влияние длительности реакционного отжига на степень деградации JC иллюстрирует рис.16, из которого следует, что при одинаковых нормированных напряжениях (вплоть до σ/σВ=0,85) степень деградации критического тока снижается при увеличении времени отжига [53]. Рис. 14. Изменения JC (1, 2) и TC (3, 4) под действием растягивающей нагрузки при 4,2 К (1, 3) и после раз- грузки (2, 4) для многожильного (n=7225) провода Nb3Sn в бронзовой матрице [52] Рис. 15. Относительное изменение критического тока при 4,2 К в поперечном магнитном поле 7 Тл в зависи- мости от приведенного напряжения у стабилизирован- ных проводов на основе Nb3Sn диаметром 0,8 мм (1) и 0,5 мм (2) и числом сверхпроводящих жил 14641; (3), (4) – образцы в разгруженном состоянии [53] Неоднозначность поведения JC в данных услови- ях связана с различным объемным содержанием фазы Nb3Sn. Для данного проводника объемное со- держание фазы Nb3Sn после отжига в течение 2 и 48 ч составляет 10 и 15%, соответственно. В провод- нике на основе Nb3Sn, изготовленных по бронзовой технологии, слои интерметаллида подвергаются ак- сиальным сжимающим напряжениям, возникаю- Рис. 16. Относительное изменение критического тока при 4,2 К в поперечном магнитном поле 7 Тл в зависи- мости от приведенного напряжения у нестабилизиро- ванного провода на основе Nb3Sn диаметром 1,0 мм, прошедшего отжиг при 750° С в течение 2, 16 и 48 ч – кривые (1), (2) и (3), соответственно [53] щим при охлаждении гетерофазной структуры до 4,2 К вследствие более высокого (в ∼2,5 раза) коэф- фициента термического расширения бронзовой мат- рицы по сравнению с соединением Nb3Sn. При воз- действии растягивающих нагрузок происходит компенсация напряжений, что приводит к возраста- нию критического тока в большей мере у композита с меньшим содержанием фазы Nb3Sn. Максимальное увеличение JC реализуется при напряжениях, соот- ветствующих порогу возникновения микротрещин. Дальнейшее увеличение σ приводит к разрушению слоя Nb3Sn и вызывает необратимую деградацию то- конесущей способности материала. При этом в слу- чае, когда в композите объемное содержание высо- котемпературной сверхпроводящей фазы (толщина слоя Nb3Sn) меньше, количество трещин, достигших критического размера при одинаковых приведенных напряжениях, и, следовательно, степень деградации JC, будет больше. Для ленточного композита, сверхпроводящая фаза в котором образуется при жидкофазной диффу- зии олова в ниобиевую матрицу, вследствие близо- сти значений коэффициентов термического расши- рения Nb и Nb3Sn уровень возникающих термиче- ских напряжений при охлаждении до 4,2 К будет ниже по сравнению с напряжениями в случае про- водников, изготовленных по бронзовой технологии. Это приводит в случае ленточного композита к не- значительному (∼0,5%) максимальному эффекту увеличения ТС в макроупругой области при практи- чески неизменяющейся намагниченности (рис.17в, а) [54]. Оценки показали, что подобное увеличение ТС связано с действием на слой Nb3Sn растягивающих напряжений в чистом виде, что отличается от случая композита с бронзовой матрицей, находящегося в состоянии неравномерного всестороннего сжатия при Т=4,2 К. Наблюдающийся резкий спад намагни- ченности и ТС при напряжениях, превышающих пре- дел упругости композитной ленты на ∼60%, обу- словлен, как и в случае сверхпроводников в бронзо- вой матрице, возникновением микротрещин в слое Nb3Sn. Рис. 17. Зависимости намагниченности М (а), потен- циала V (б) и ∆ТC/ТC0 (в) ленточного сверхпроводящего композита на основе Nb3Sn, полученного жидкофазной диффузией, от приложенной нагрузки при 4,2 К [54] 4. ИЗМЕНЕНИЕ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ ПАРАМЕТРОВ КОМПОЗИТА НА ОСНОВЕ Nb3Sn ПРИ МАЛОИНТЕНСИВНОМ УЛЬТРАЗВУКОВОМ ВОЗДЕЙСТВИИ Внутренние напряжения, присутствующие в композитах на основе Nb3Sn, изготовленных по бронзовой технологии, как показано выше, снижают токонесущую способность при сравнительно невы- соком объемном содержании фазы Nb3Sn. Малоин- тенсивное ультразвуковое (УЗ) воздействие являет- ся одним из методов релаксации внутренних напря- жений в материалах [57]. В работах [58,59] были проведены исследования влияния малоинтенсивного УЗ облучения в широком интервале температур (4,2-300 К) на изменение комплекса физико-механи- ческих (в том числе сверхпроводящих) характери- стик проводника с 55 жилами Nb3Sn, составляющи- ми 10% объемной доли композита. Зависимость механических характеристик и при- роста ТС от температуры УЗ облучения ТУЗ пред- ставлена на рис.18 [58]. Рис. 18. Зависимости механических свойств и ∆ТC от температуры ультразвукового воздействия много- жильного (n=55) сверхпроводящего провода на основе Nb3Sn: (1) – условный предел текучести σ0,2; (2) - ∆ТC; (3) – удлинение до разрушения δ; (4) – предел прочно- сти σB. Заштрихованные значки соответствуют ха- рактеристикам материала в исходном состоянии [58] Существенное увеличение ТС и механической устой- чивости композита характерно для всего интервала ТУЗ. При этом максимальный эффект соответствует ТУЗ=77 К. Выявлено также снижение величины от- носительного электросопротивления R300К/R18К (кор- релирующее с изменением ТС), свидетельствующее об уменьшении степени искаженности материала, что является следствием релаксации межфазных термических напряжений. Поведение JC в интервале 2,8≤Н≤6,8Тл (Н – магнитное поле) иллюстрирует рис.19 [59], из которого следует увеличение токоне- сущей способности в результате УЗ воздействия, причем эффект относительного увеличения JC нарас- тает с ростом поля и составляет ∼30% для ТУЗ=77 К при Н≅7Тл. Максимальное изменение комплекса физических характеристик после озвучивания при 77 К может быть связано как с особенностями тем- пературного хода упругих модулей материала, так и с тем обстоятельством, что при более низких темпе- ратурах воздействию подвергается фаза уже с тетра- гональной решеткой. Согласно [60] в Nb3Sn при Т≅ 43 К происходит фазовый переход Баттермана-Бар- рета, что может сказаться на протекании релаксаци- онных процессов. Выполненный анализ показал, что в данном случае увеличение силы пиннинга, связан- ное с усилением взаимодействия вихрей с границей зерен Nb3Sn при рассеянии электронов на границе, обусловлено, в частности, увеличением ТС. Таким образом, рост JC композита Nb3Sn в результате ре- лаксирующего УЗ воздействия вызван микросдвиго- вой релаксацией и повышением ТС. Данный вывод соответствует существующим представлениям о возможности усиления токонесущей способности композита при увеличении степени совершенства сверхпроводящей фазы Nb3Sn. Рис. 19. Зависимости JC от Н многожильного (n=55) сверхпроводящего провода на основе Nb3Sn: (1) – ис- ходный образец; (2) – после малоинтенсивного ультразвукового облучения при 300 К; (3) – после ма- лоинтенсивного ультразвукового облучения при 77 К [59] ЗАКЛЮЧЕНИЕ Рассмотрено влияние низкотемпературной пла- стической деформации на ТС моноатомных сверх- проводников с различным типом кристаллической решетки: тетрагональной (In, Sn), ОЦК (V, Nb), ГПУ (Zr). Наблюдаемое сильное увеличение ТС переход- ных металлов V, Nb, Zr связано с возникновением специфических дефектов кристаллической решетки в местах локализации пластической деформации, прежде всего границ двойников. Максимальный эф- фект относительного увеличения ТС достигается для слабосвязанного сверхпроводника циркония. Дисло- кации и границы двойников, фрагментов обусловли- вают появление мягких фононных мод и усиление ЭФВ, приводящее к росту ТС. Определенный вклад в увеличение ТС могут вносить упорядоченно распо- ложенные точечные дефекты, прежде всего меж- узельные атомы. Для Sn с деформационными двой- никами установлено не характерное для совершен- ных кристаллов аномальное смягчение спектра ЭФВ, вызывающее локальное повышение ТС вблизи плоскости двойникования δТС∼ТС. Анализ показал, что для ниобия с высокой плот- ностью равномерно распределенных дислокаций хо- рошо соответствуют экспериментальные данные и результаты расчета прироста ТС в рамках модели до- полнительного притяжения электронов вследствие собственных колебаний дислокационных линий в канавках пайерлсовского потенциального рельефа. Количественные расчеты ряда микроскопиче- ских характеристик Nb с деформационными дефек- тами свидетельствуют, что в усилении сверхпрово- димости Nb с дислокациями доминирующую роль играет увеличение анизотропии поверхности Фер- ми, сопровождающееся сужением d-зоны и размяг- чением фононного спектра. Рассмотрено изменение характера полевых зави- симостей плотности критического тока и объемной силы пиннинга ниобия и ванадия, деформированных при низких температурах. «Аномальное» снижение JC и FP в нулевом и малых магнитных полях вызвано усилением термомагнитной неустойчивости в ме- стах локализации пластической деформации вблизи границ двойников, где протекают локальные крити- ческие токи, составляющие ∼20% тока распаривания для каждого металла. Проведен анализ результатов исследований из- менений сверхпроводящих параметров проводников на основе сплава Nb-Ti и соединения Nb3Sn в усло- виях приложения растягивающего напряжения при 4,2 К. Для ниобий-титановых сверхпроводников на- блюдаемый эффект обратимого снижения JC и ТС под нагрузкой, увеличивающийся с ростом числа жил в проводнике и напряженности магнитного поля, обусловлен упругим мартенситным превраще- нием. Пороговое напряжение этого превращения ли- нейно уменьшается при увеличении магнитного по- ля. Эффекты изменения под нагрузкой характери- стик сверхпроводимости композиционных сверх- проводников на основе соединения Nb3Sn, изготов- ленных по «бронзовой» технологии, существенно зависят от конструкции проводников и режимов синтеза фазы Nb3Sn. Для композитов с низким со- держанием Nb3Sn характерно немонотонное измене- ние JC с ростом нагрузки. Локальный максимум в упругой области, величина которого повышается при снижении объемного содержания фазы Nb3Sn, обусловлен компенсацией термических сжимающих напряжений. При увеличении содержания Nb3Sn та- кой максимум исчезает. Необратимая деградация JC и ТС, возникающая при определенных значениях напряжения, связана с появлением микротрещин в слоях Nb3Sn. Для ленточных сверхпроводников, по- лученных методом жидкофазной диффузии, в ма- кроупругой области, в отличие от проволоки, изго- товленной по «бронзовой» технологии, характерно незначительное увеличение ТС. При этом изменение намагниченности отсутствует. Трещины в зернах сверхпроводящей фазы, появляющиеся при дальней- шем росте нагрузки, вызывают необратимую дегра- дацию характеристик сверхпроводимости. Установлено, что для композита на основе со- единения Nb3Sn малоинтенсивное ультразвуковое облучение существенно улучшает комплекс сверх- проводящих и механических характеристик вслед- ствие релаксации внутренних напряжений термиче- ской природы. Авторы выражают благодарность П.А. Березняку и В.И. Мирному за обсуждение результатов и цен- ную помощь. ЛИТЕРАТУРА 1. В.И.Хоткевич. Автореферат…д.ф.-м.н., Харьков, 1952. 2. М.Б.Лазарева, Я.Д.Стародубов. Влияние искажений кристаллической решетки на температуру сверхпроводя- щего перехода индия // Украинский физический журнал. 1974, Т.19, № 2, с. 318-321. 3. И.А.Гиндин, М.Б.Лазарева, В.И.Соколенко, Я.Д.Старо- дубов. Особенности изменения Тк ванадия, деформиро- ванного при 4,2 К // 21-е Всесоюз. совещание по физике низких температур. Тез. докл. Харьков, 1980, ч.1, с.292- 293. 4. И.А.Гиндин, В.И.Соколенко, Я.Д.Стародубов, М.Б.Ла- зарева. // 22-е Всесоюз. совещание по физике низких тем- ператур. Тез. докл. Кишинев, 1982, ч.1, с.75-76. 5. И.А.Гиндин, В.И.Соколенко, Я.Д.Стародубов, М.Б.Ла- зарева. О влиянии механического двойникования на Тк ванадия // Физика низких температур. 1982, т.8, № 6, с. 643-649. 6. В.К.Аксенов, И.А.Гиндин, В.И.Соколенко, Я.Д.Старо- дубов. О влиянии дефектов, возникающих при низкотем- пературной деформации, на Тк ниобия // Физика низких температур. 1985, т.11, № 1, с. 93-96. 7. В.К.Аксенов, И.А.Гиндин, В.И.Соколенко, Я.Д.Старо- дубов. Критические поля и дефектная структура сверх- проводящего ванадия, деформированного при 4,2 К // Физика низких температур. 1987, т.12, № 4, с. 357-364. 8. В.К.Аксенов, И.А.Гиндин, Б.Г.Лазарев, О.П.Леденев, В.И.Соколенко, Я.Д.Стародубов, В.П.Фурса. Влияние низкотемпературной деформации на структуру и Тк цир- кония // Металлофизика сверхпроводников. Тез. конф. Киев, 1986, ч.III, с.383-384. 9. В.К.Аксенов, И.А.Гиндин, Б.Г.Лазарев, О.П.Леденев, В.И.Соколенко, Я.Д.Стародубов, В.П.Фурса. Влияние пластической деформации при 4.2 К на структуру и тем- пературу сверхпроводящего перехода циркония // Физи- ка низких температур. 1993, т.19, № 11, с. 1187-1190. 10. В.К. Аксенов, И.Ф. Борисова, В.И. Соколенко, Я.Д.Стародубов. Влияние особенностей дефектной структуры на сверхпроводящие свойства монокристал- лов ниобия // Физика низких температур. 1993, т.19, № 10, с. 1077-1082. 11. В.К.Аксенов, В.И.Соколенко, Я.Д.Стародубов. Дис- локационное увеличение температуры сверхпроводяще- го ниобия // Физика низких температур. 1993, т.19, № 10, с. 1083-1086. 12. В.И.Соколенко. Автореферат …к.ф.-м.н. Харьков, 1991. 13. Н.Е.Алексеевский, М.Н.Михеева, Н.А.Тулина. Сверх- проводящие свойства рения // Журнал эксперименталь- ной и теоретической физики. 1967, т.52, вып.4, с.875- 881. 14. А.В.Хоткевич, И.К.Янсон, М.Б.Лазарева, В.И.Соко- ленко, Я.Д.Стародубов. Cпектр электрон-фононного вза- имодействия вблизи плоскости двойникования в олове // 26-е Всесоюз. совещание по физике низких температур. Тез. докл. Секция: Электронные явления при низких тем- пературах. Донецк, 1990, с.169-170. 15. À.V.Khotkevich, I.K.Yanson, M.B.Lazareva, V.I.- Sokolenko, Ya.D.Starodubov. Effect of coherent twin bound- aries on the electron-phonon interaction in single crystals of tin // Physica B. 1990, vol.165&166, p.1589-1590. 16. А.В.Хоткевич, И.К.Янсон, М.Б.Лазарева, В.И.Соко- ленко, Я.Д.Стародубов. Влияние плоскостей двойникова- ния на спектр электрон-фононного взаимодействия в олове // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 1990, т.98, вып.5(11), с.1672-1679. 17. И.Н.Хлюстиков, А.И.Буздин. Локализованная сверх- проводимость в двойниковых металлических кристаллах // Успехи физических наук. 1988, т.155, вып.1, с.47-88. 18. V.Paidar. Lokal density of electronic states at the core of the screw dislocation in B.C.C. lattice // Phys. Status Solidi (b). 1981, vol.103, k93-97. 19. Э.А.Канер, Э.П.Фельдман. Дислокационные зоны электронного энергетического спектра // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 1971, т.61, вып.1(7), с.419-432. 20. А.М.Косевич. Физическая механика реальных кри- сталлов. Киев: Наукова думка, 1984. 21. Г.О.Зайцев. О влиянии дислокаций на эффективную массу электронов в металле // Физика твердого тела . 1980, т.22, с. 917-921. 22. Р.О.Зайцев. О влиянии дислокаций на сверхпроводи- мость // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 1968, т.54, вып.5, с.1445-1454. 23. В.К.Аксенов, Н.А.Черняк, О.И.Волчок, А.В.Мац, Я.Д.Стародубов. Сверхпроводящие свойства ванадия по- сле низкотемпературной деформации // Физика низких температур. 1998, т.24, № 3, с. 266-271. 24. R.M.J.Cotterill. Does dislocation density have a natural limit? // Phys. Letters. 1977, vol.60A, № 1, р.61-62. 25. В.С.Бойко. Математическое моделирование границ раздела в кристаллах и их взаимодействие с точечными дефектами // Вопросы атомной науки и техники. Серия:“Физика радиационных повреждений и радиаци- онное материаловедение” . 1980, вып.1, с.41-48. 26. Э.А.Пашицкий. О механизме возрастания константы электрон-фононного взаимодействия при двойниковании олова // 23-е Всесоюз. совещание по физике низких тем- ператур. Тез. докл. Таллин, 1984, ч.1, с.182-183. 27. В.М.Набутовский, Б.Я.Шапиро. Сверхпроводимость в системе взаимодействующих локализованных и дело- кализованных электронов // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 1983, т.84, вып.1, с.422-431. 28. В.С.Капитонов. Локализованная сверхпроводимость и таммовские состояния // Вопросы квантовой теории поля и статистической физики (Записки научного семи- нара ЛОМИ). Ленинград: “Наука”, 1986, вып.6, с.37-47. 29. М.И.Суслов. О механизме сверхпроводимости плос- костей двойникования // 25-е Всесоюз. совещание по фи- зике низких температур. Тез. докл. Ленинград, 1986, ч.1, с.202-203. 30. В.П.Набережных, Б.И.Силяков, Э.П.Фельдман, В.М.Юрченко. Повышение температуры сверхпроводя- щего перехода вблизи межкристаллитных границ при ло- кализации на них упругих волн // 23-е Всесоюз. совеща- ние по физике низких температур. Тез. докл. Таллин, 1984, ч.1, с.184-185. 31. В.П.Набережных, Б.И.Силяков, Э.П.Фельдман, В.М.Юрченко. Локализация упругих колебаний на меж- кристаллитных границах // Поверхность. Физика, химия , механика. 1986, № 5, с.21-30. 32. В.И.Соколенко, Я.Д.Стародубов. Влияние дефектов кристаллической решетки на температуру сверхпроводя- щего перехода переходных металлов // Физика низких температур. 1993, т.19, № 9, с. 951-979. 33. Ю.А.Косевич. Повышение Тс локализованной сверх- проводимости системой ступеней на когерентной грани- це двойника // 26-е Всесоюз. совещание по физике низких температур. Тез. докл. Донецк, 1990, ч.1, с.234-235. 34. В.С.Оковит, Л.А.Чиркина. Особенности низкотемпе- ратурной релаксации в Nb, деформированном при 4,2-20 К // Вопросы атомной науки и техники. Серия “Ядерно- физические исследования (Теория и Эксперимент)” . 1990, вып.9(17), с.49-54. 35. Е.Г.Максимов. Влияние дефектов кристалла на кри- тическую температуру сверхпроводящего перехода // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 1969, т.57, вып.5(11), с.1660-1662. 36. В.И.Соколенко, Я.Д.Стародубов, Б.А.Мерисов, И.Ф.Борисова. Влияние деформационных дефектов на свойства ниобия в нормальном и сверхпроводящем со- стояниях // Физика низких температур. 1990, т.16, № 2, с. 246-253. 37. И.А.Гиндин, В.И.Соколенко, Я.Д.Стародубов. Влия- ние деформации кручением при 4,2 К на изменение jc и Нс2 поликристаллического ванадия // Материалы 2-го научного семинара “Металлофизика сверхпроводников”. Киев, 1983, с.218-219. 38. В.И.Соколенко, Я.Д.Стародубов. Критические токи сверхпроводящего ванадия, деформированного кручени- ем при 4,2 К // Физика низких температур. 1992, т.18, № 11, с. 1183-1186. 39. В.И.Соколенко, Я.Д.Стародубов, И.Ф.Борисова. Влияние двойников и дислокаций на критический ток и пиннинг монокристаллического ниобия // 30-е Совеща- ние по физике низких температур. Тез. докл. Дубна, 1994, ч.1, с.244-245. 40. V.I.Sokolenko, Ya.D.Starodubov and I.F.Borisova. Cur- rent-voltage characteristics, critical current and pinning force of heterogeneous monatomic superconductors // Proc. 7th Intern. Workshop on Critical Currents in Superconductors (Ed. H.W.Weber). World Scientific, 1994, p.581-584. 41. В.К.Аксенов, В.И.Соколенко, Я.Д.Стародубов. Влия- ние структурных дефектов, возникших в результате де- формации при 4,2 К, на критический ток сверхпроводя- щего ниобия // Физика низких температур. 1996, т.22, № 7, с. 798-803. 42. V.I.Sokolenko, V.K. Aksenov, I.F.Borisova and Ya.D. Starodubov. “Anomalous “ decrease of critical current in su- perconductors with deformation twins // Czechoslovak Jour- nal of Physics. 1996, vol.46, Suppl. S2, p.879-880. 43. Р.И.Гарбер, Б.Г.Лазарев, Л.С.Лазарева, И.М.Ми- хайловский, Н.Н.Сидоренко. Автоионномикроскопиче- ское изучение микроструктуры сверхпроводящих дефор- мируемых сплавов на основе ниобия // Журнал экспери- ментальной и теоретической физики. 1972, т.63, вып.4, с.1359-1362. 44. Б.Г.Лазарев, В.А.Ксенофонтов, И.М.Михайловский, О..А.Великодная. Наноструктура сверхпроводящего сплава ниобий-титан // Физика низких температур. 1998, т.24, № 3, с. 272-277. 45. D.C.Larbalestier and A.W. West. New perspectives on flux pinning in niobium-titanium composite superconductors // Acta Metall.. 1984, vol.32, ¹ 11, p.1871-1881. 46. P.J.Lee and D.C.Larbalestier. Development of nanometr scale structures in composites of Nb-Ti and their effect on the superconducting critical current density // Acta Metall.. 1987, vol.35, ¹ 10, p.2523-2536. 47. О.В.Черный, Г.Ф.Тихинский, Г.Е.Сторожилов, М.Б.Лазарева, Л..А.Корниенко, Н.Ф.Андриевская, В.В.- Слезов, В.В.Сагалович, Я.Д.Стародубов, В.И.Савченко. Ниобий-титановые сверхпроводники с высокой токоне- сущей способностью // Сверхпроводимость: Физика, хи- мия, техника. 1991, т.4, № 8, с.1617-1623. 48. Л.С.Лазарева, Б.Г.Лазарев, В.А.Полтавец, Н..А.Чер- няк. Лента Nb3Sn с высокими критическими токами // Труды конференции по техническому использованию сверхпроводимости (Алушта, 1975), т.4. Сверхпроводя- щие материалы. Москва, “Атомиздат”, 1977, с.80-82. 49. В.М.Пан, В.Г.Прохоров, А.С.Шпигель. Металлофи- зика сверхпроводников. Киев: “Наукова думка”, 1981. 50. И.А.Гиндин, М.Б.Лазарева, Я.Д.Стародубов, М.П.Старолат. Устройство для исследования электриче- ских и магнитных свойств сверхпроводящих материалов под нагрузкой // Вопросы атомной науки и техники. Се- рия “Фундаментальная и прикладная сверхпроводи- мость” . 1976, вып.1(4), с.62-63. 51. М.Б.Лазарева, Я.Д.Стародубов, М.П.Старолат. Осо- бенность зависимости критической температуры сверх- проводимости проводников из сплава Nb-60 ат.% Ti от растягивающей нагрузки // Вопросы атомной науки и техники. Серия “Фундаментальная и прикладная сверх- проводимость” . 1977, вып.1(5), с.23-25. 52. И.А.Гиндин, М.Б.Лазарева, Я.Д.Стародубов, М.П.Старолат, В.Ф.Гогуля, А.П.Голубь, В.И.Соколенко, А.Д.Никулин. Влияние растягивающей нагрузки на кри- тические токи и температуры сверхпроводящих прово- дов // Вопросы атомной науки и техники. Серия “Атом- ное материаловедение”. 1981, вып.1(7), с.38-41. 53. И.А.Гиндин, Я.Д.Стародубов, М.Б.Лазарева, В.М.- Горбатенко, А.Д.Никулин, А.П.Голубь, А.Е.Воробьева, А.К.Шиков. Влияние механических напряжений на кри- тический ток сверхпроводящих проводов на основе спла- ва НТ-50 и соединения Nb3Sn // Вопросы атомной науки и техники. Серия “Атомное материаловедение”. 1987, вып.2(25), с.43-45. 54. И.А.Гиндин, Б.Г.Лазарев, М.Б.Лазарева, В.А.Полта- вец, В.И.Соколенко, Л.С.Лазарева, Я.Д.Стародубов, В.М.Горбатенко. Влияние растягивающих нагрузок на критическую температуру и намагниченность ленты Nb3Sn // Вопросы атомной науки и техники. Серия “Об- щая и ядерная физика” . 1981, вып.3(17), с.19-21. 55. В.С.Бойко, А.М.Косевич. Об обратимом изменении параметров традиционных и высокотемпературных гете- рофазных сверхпроводников под действием механиче- ской нагрузки // Физика низких температур. 1989, т.15, № 5, с. 514-517. 56. В.С.Бойко, М.Б.Лазарева, Я.Д.Стародубов, О.В.Чер- ный, В.М.Горбатенко. Деградация критического тока сверхпроводящих ниобий-титановых сплавов во внеш- них магнитных полях под нагрузкой // Физика низких температур. 1992, т.18, № 2, с. 121-125. 57. А.В.Кулемин. Ультразвук и диффузия в металлах. Москва: “Металлургия”, 1978. 58. Г.Н.Малик, В.И.Соколенко, Я.Д.Стародубов, М.А.Ти- хоновский, М.М.Олексиенко. Влияние ультразвукового воздействия на механические свойства и Тк композита на основе Nb3Sn // Вопросы атомной науки и техники. Се- рия “Ядерно-физические исследования (Теория и экспе- римент)” . 1992, вып.2(23), с.64-66. 59. V.I.Sokolenko, Ya.D.Starodubov, G.N.Malik, M.A.Tikhonovskij, M.M.Oleksienko. Effects of ultrasonic ir- radiation on superconducting and mechanical properties of the Nb3Sn-based composite // Cryogenics. 1992, vol.32, ICMC Suppl., p.637-340. 60. Л.Тестарди, М.Вигнер, И.Гольдберг. Сверхпроводя- щие соединения со структурой β-вольфрама. Москва: ”Мир”, 1977. Введение 1. Изменение ТС, НС2 и микроскопических параметров моноатомных сверхпроводников, обусловленное низкотемпературной деформацией 1.1. Вклады различных типов дефектов кристаллической решетки в ТС 1.2. Расчеты микроскопических характеристик ниобия с деформационными дефектами 2. Критические токи и пиннинг в гетерогенных моноатомных сверхпроводниках 3. Влияние растягивающих напряжений на сверхпроводящие параметры проводников на основе сплава Nb-Ti и соединения Nb3Sn 4. Изменение сверхпроводящих параметров композита на основе Nb3Sn при малоинтенсивном ультразвуковом воздействии Заключение Литература
id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-78228
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn	1562-6016
language	Russian
last_indexed	2025-12-01T21:26:19Z
publishDate	2000
publisher	Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
record_format	dspace
spelling	Соколенко, В.И. Стародубов, Я.Д. 2015-03-13T06:24:28Z 2015-03-13T06:24:28Z 2000 Влияние низкотемпературной деформации на сверхпроводящие параметры моноатомных и композиционных сверхпроводников / В.И. Соколенко, Я.Д. Стародубов // Вопросы атомной науки и техники. — 2000. — № 5. — С. 33-45. — Бібліогр.: 60 назв. — рос. 1562-6016 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/78228 538.9: 539.2: 548.4 Проведен анализ результатов приоритетных исследований влияния структурных изменений вследствие силовых воздействий при низких температурах (Т<<Θ, Θ-дебаевская температура) на сверхпроводящие параметры моноатомных сверхпроводников с различным типом кристаллической решетки (In, Sn, V, Nb, Zr) и сверхпроводящих композитов на основе сплава Nb-Ti и интерметаллида Nb3Sn, выполненных в лаборатории физики прочности и пластичности ННЦ ХФТИ в 70-90 г.г. Обсуждаются физические модели и механизмы выявленных изменений характеристик сверхпроводимости. ru Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України Вопросы атомной науки и техники Сверхпроводимость и сверхпроводящие материалы Влияние низкотемпературной деформации на сверхпроводящие параметры моноатомных и композиционных сверхпроводников Article published earlier
spellingShingle	Влияние низкотемпературной деформации на сверхпроводящие параметры моноатомных и композиционных сверхпроводников Соколенко, В.И. Стародубов, Я.Д. Сверхпроводимость и сверхпроводящие материалы
title	Влияние низкотемпературной деформации на сверхпроводящие параметры моноатомных и композиционных сверхпроводников
title_full	Влияние низкотемпературной деформации на сверхпроводящие параметры моноатомных и композиционных сверхпроводников
title_fullStr	Влияние низкотемпературной деформации на сверхпроводящие параметры моноатомных и композиционных сверхпроводников
title_full_unstemmed	Влияние низкотемпературной деформации на сверхпроводящие параметры моноатомных и композиционных сверхпроводников
title_short	Влияние низкотемпературной деформации на сверхпроводящие параметры моноатомных и композиционных сверхпроводников
title_sort	влияние низкотемпературной деформации на сверхпроводящие параметры моноатомных и композиционных сверхпроводников
topic	Сверхпроводимость и сверхпроводящие материалы
topic_facet	Сверхпроводимость и сверхпроводящие материалы
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/78228
work_keys_str_mv	AT sokolenkovi vliânienizkotemperaturnoideformaciinasverhprovodâŝieparametrymonoatomnyhikompozicionnyhsverhprovodnikov AT starodubovâd vliânienizkotemperaturnoideformaciinasverhprovodâŝieparametrymonoatomnyhikompozicionnyhsverhprovodnikov

Влияние низкотемпературной деформации на сверхпроводящие параметры моноатомных и композиционных сверхпроводников

Institution

Similar Items