Callister_-_Engenharia_e_Cincia_dos_Materiais_ptg_ ... - Ufrgs

completa. Para campos entre H C1 e H C2 , o material existe naquilo que é denominado um estado
misto - estão presentes tanto o estado normal quanto o estado supercondutor.
Supercondutores do tipo II s ão preferidos em relação ao tipo I para a maioria das
aplicaçòes práticas em virtude de suas maiores temperaturas críticas e maiores campos magnéticos
críticos. No presente, os 3 mais comumente utilizados supercondutores são as ligas nióbio-zircônio
(Nb-Zr) e nióbio-titânio (Nb-Ti) e o composto intermetálico nióbio-estanho Nb 3 Sn. A Tabela 21.7
lista vários tipos de supercondutores dos tipos I e II, suas temperaturas críticas e suas densidades
críticas de fluxo magnético.
Tabela 21.7 - Temperaturas Críticas e Fluxos Magnéticos Críticos para Selecionados Materiais
Supercondutores.
Muito recentemente, verificou-se que uma família de materiais cerâmicos que
normalmente são eletricamente isolantes são supercondutores com inordinariamente altas
temperaturas críticas. Pesquisa inicial foi centrada no óxido de ítrio-bario-ferro, YBa 2 Cu 3 O 7 , que
tem uma complexa estrutura cristalina do tipo perovskita (Seção 13.2) e uma temperatura crítica ao
redor de 95 K. Novos materiais cerâmicos supercondutores reportados como tendo ainda mais
altas temperaturas críticas continuam sendo correntemente desenvolvidos. O potencial tecnológico
destes materiais é extremamente promissor porquanto suas temperaturas críticas estão acima de
77K, o que permite o uso do nitrogênio líquido, um refrigerante muito barato em comparação com o
hidrogênio líquido e o hélio líquido. Estes novos supercondutores cerâmicos não são isentos de
desvantagens, a principal delas sendo a sua natureza frágil. Esta característica limita a capacidade
destes materiais de serem fabricados em formas úteis tais como fios.
O fenômeno da supercondutividade tem muitas implicações práticas importantes. Ímãs
supercondutores capazes de gerar altos campos com baixo consumo de potência estão sendo
correntemente empregados em teste científico e em equipamento de pesquisa. Em adição, êles são
usados para a obtenção de imagens de ressonância magnética (MRI) no campo médico como uma
ferramenta de diagnose. Anormalidades nos tecidos do corpo humano e nos órgãos podem ser
detetadas com base na produção de imagens de seção reta. Análise química dos tecidos do corpo
humano é também possível usando espectroscopia de ressonância magnética (MRS). Existem
também numerosas outras aplicações potenciais. Algumas das áreas que se encontram em
exploração incluem (1) transmissão de potência elétrica através de materiais supercondutores -
perdas de potência seríam extremamente baixas e o equipamento poderia operar a baixos níveis de
voltagem; (2) ímãs para aceleradores de partículas de alta energia; (3) ligação de maior velocidade e
transmissão de sinal em maior velocidade nos computadores; e (4) trens mgneticamente levitados de
alta velocidade, onde a levitação resulta da repulsão do campo magnético. O impeditivo principal
para a larga aplicação destes materiais supercondutores é, naturalmente, dificuldade de atingir e
manter temperaturas extremamente baixas. Esperançosamente este problema será superado com o
desenvolvimento de nova geraçãol de supercondutores com razoavelmente altas temperaturas
críticas.
SUMÁRIO