Сделать домашней|Добавить в избранное
 
 

Сверхпроводник нитрид титана - сверхизолятор?

Автор: giftsforme от 30-11-2011, 23:54

Нитрид титана НПФ

 Нитрид титана — соединение титана и азота, получается азотированием титана при 1200 °C или другими способами. Нитрид титана применяется как жаропрочный материал, используется в микроэлектронике в качестве диффузионного барьера совместно с медной металлизацией и в других областях.

 Нитрид титана применяется так же как износостойкое и декоративное покрытие. Изделия, имеющее напыление нитрид титана, по внешнему виду не отличаются от золота и могут иметь различные оттенки. Зависит это от соотношения металла и азота, подаваемого на покрытие. Покрытие нитридом титана производится в специальных камерах и имеет термодиффузионную природу. При высокой температуре титан и азот вступают в реакцию вблизи поверхности покрываемого изделия и диффузируют в саму структуру металла.

 Нитрид титана является сверхпроводником. При температуре, на несколько тысячных долей градуса превышающей температуру точки абсолютного нуля, он превращается в сверхизолятор — материал с бесконечно высоким электрическим сопротивлением. Этот факт был установлен международным коллективом ученых, который также нашел и теоретическое объяснение этому удивительному феномену.

 Исследователи изучили пленку из нитрида титана толщиной в одну миллиардную долю метра. В обычных условиях материал не обладает измеримым сопротивлением электрическому току. Авторы поместили пленку нитрида титана в сильное магнитное поле и, понижая температуру, исследовали вольт-амперные характеристики системы (зависимость силы тока от напряжения). Экспериментаторы наблюдали, как нитрид титана, представленный в виде неупорядоченной пленки, состоящей из мельчайших сверхпроводящих частиц размером в 40 нанометров, при температуре, на 70 милликельвинов (мК) превышающей температуру абсолютного нуля (−273,15 °C), проявляет исключительно высокое сопротивление. При понижении температуры на 20 мК сопротивление пленки становилось настолько высоким, что передача тока полностью прекращалась: из обычного изолятора нитрид титана превращался в сверхизолятор. Удивительно, но эффект сверхизоляции в данном эксперименте мирно сосуществует  со сверхпроводимостью — ведь частицы по-прежнему остаются сверхпроводящими.

Структура нитрид титана НПФ

 Исследователи нашли объяснение, почему сверхпроводник может переходить в сверхизолятор. Оба переходных состояния определяются температурой и магнитным полем. Сверхпроводящее состояние может быть нарушено постоянным током, а сверхизоляционное — постоянным напряжением.

 Изменение физических свойств нитрида титана под действием температуры - фазовый переход из одного состояния вещества в другое, классическим примером которого является превращение воды в лед при нулевой температуре по Цельсию. Фазовые переходы относятся к наиболее удивительным феноменам, наблюдаемым в природе. До сих пор физики-теоретики предполагали, что сверхизоляторы могут наблюдаться только при температуре, соответствующей точке абсолютного нуля.

 Используют титана нитрид в виде изделий из компактного материала (получают методами порошковой металлургии) и покрытий. Соединение применяют как огнеупорный материал для изготовления тиглей и лодочек для испарения расплавленных металлов, защитных чехлов термопар, сопел для распыления металлов, как компонент твердых сплавов, для нанесения антикоррозийных и износостойких покрытий на жаропрочные металлы и сплавы, для легирования сталей и жаропрочных сплавов.

 Полезные свойства нитрида титанa использует Научно-производственная фирма "ЛАД". Предприятие применяет напыление нитрид титана для таких видов работ, как изготовление церковных куполов, изготовление крестов, изготовление витражей, покрытие нитридом титана различных изделий из нержавеющей стали.

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.

Комментарии:

Оставить комментарий
 

По всем вопросам
обращайтесь на e-mail:
npf_lad@ukr.net