https://padlet.com/kevinstevenvelazquezrobledo/KevinRobledo Clase de Tecnología de los materiales Profesora: LILIAN GONZÁLEZ MUÑOZ en-us 2021-01-28 00:28:40 UTC 2021-06-30 19:50:33 UTC hello@padlet.com https://padlet.net/icons/png/1f468-1f52c.png kevinstevenvelazquezrobledo https://padlet.com/kevinstevenvelazquezrobledo/KevinRobledo/wish/1630550070 INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DE HUACHINANGO

Padlet de: SUPERCONDUCTIVIDAD 

Temas a Investigar
5.1. Antecedentes y generalidades.
5.2. Materiales superconductores.
5.3. Aplicaciones de los superconductores.
5.4. Imanes superconductores.
5.5 Investigación en México sobre materiales superconductores

Alumnos:
-Kevin Steven Velásquez Robledo

´-Josué Simón Pérez, 

ASIGNATURA: Tecnología de los Materiales 


 GRADO: Segundo Grado 


 CARRERA: Ingeniería Eléctrica



5.1 Antecedentes y Generalidades.

-La superconductor fue descubierta por Kamerlingh Onnes y Gilles Holst en 1911. Tres años antes Kamerlingh Onnes había conseguido por primera vez la licue facción del helio lo que le dio la posibilidad de alcanzar temperaturas cercanas al cero absoluto (-273.15 ºC = 0K). Debido a este logro recibió el Premio Nobel en 1913.

-En 1933 Meissner and Ochsenfeld descubrieron que los superconductores expulsaban el campo magnético, más precisamente son perfectos diamagnetos. Estas dos propiedades, conductor perfecto y perfecto diagmagneto (o efecto Meissner), son independientes y caracterizan al estado superconductor como una nueva fase de la materia. Debido al efecto Meissner los superconductores son capaces de realizar sorprendentes muestras de levitación.

La superconductividad se descubrió en un momento en el que no existían los conocimientos necesarios de física para poder entenderla.
-En 1950 Feynman declara que la superconductividad es el problema teórico más importante de la época. Lo habían intentado resolver (sin éxito) Einstein, Bohr, Heisenberg, Feynman…
-En 1935 los hermanos London describieron las dos propiedades básicas (resistencia cero y expulsión del campo magnético) en el marco de la electrodinámica.
-En 1950 Ginzburg y Landau describieron la superconductividad utilizando la teoría general
 de Landau de las transiciones de fase. Landau recibió el Premio Nobel en 1962.
-En 1957 Bardeen, Cooper y Schrieffer resuelven el problema con su teoría BCS y en 1972 reciben el Premio Nobel. En esta teoría los electrones se aparean en pares de Cooper y forman un estado cúantico colectivo macroscópico. 
-En 1960 Giaever descubrió el efecto túnel en una unión metal-aislante-superconductor con lo que pudo medir el gap superconductor
-En 1962 Josephson descubrió que los pares de Cooper pueden pasar por efecto túnel entre dos superconductores incluso sin diferencia de potencial entre ellos dando lugar a la densidad de supercorriente. 
-Giaver y Josephson ganaron el Premio Nobel en 1973. Giaver y Josephson ganaron el Premio Nobel en 1973.
-Los años 60 y 70 fueron entonces años en los que químicos y físicos unieron sus esfuerzos para buscar materiales con temperaturas
críticas mayores.
En estos años se descubrió superconductividad en compuestos orgánicos y en los llamados fermiones pesados que aunque no tienen temperaturas críticas altas parece que el mecanismo de superconductividad no proviene de la interacción de los electrones con los fonones
El gran salto en temperatura crítica lo dieron Bednorz y Muller en 1986 cuando la mayoría de los físicos habían abandonado la idea de encontrar un superconductor de alta temperatura.
-Bednorz y Muller recibieron el Premio Nobel en 1987 convirtiéndose en el Nobel más rápido de la historia.
Recientemente, en el 2008, se ha descubierto otra familia de superconductores basados en planos hierro, con una temperatura crítica máxima conseguida de 56K. Tampoco se conoce el mecanismo de superconductividad de estos compuestos y no se sabe si este mecanismo es similar al de los cupratos. Dado que todavía carecemos de una teoría predictiva todos los años se descubren materiales interesantes con propiedades que no se entienden con la teoría convencional de los metales. Es por ello que la superconductividad es un campo muy vivo con una intensa actividad científica.En la investigación que se realiza en el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (ICMM-CSIC) se estudia este problema.

5.2 Materiales Superconductores 
os materiales superconductores son aquellos que, bajo ciertas condiciones, tienen la capacidad de conducir corriente eléctrica sin ninguna resistencia ni pérdida de energía. Por ejemplo: Mercurio, Litio, Titanio, Cadmio
Los materiales superconductores se clasifican según su capacidad para apantallar el campo magnético en su interior de manera total, lo que definirá su posibilidad de ser usado en las aplicaciones tecnológicas.

Superconductores de tipo I: El campo crítico mínimo que poseen los hace inútiles para su uso en estas áreas, ya que el apantallamiento es imposible.

Superconductores de tipo II: A diferencia de los de tipo I, estos superconductores permiten un mayor apantallamiento, por lo que el campo magnético ingresa sin problemas para provocar la conducción de energía. Esto los hace ideales para el uso en electrónica y tecnología.

Ejemplos de materiales superconductores

Carbono: Funciona como material superconductor formando estructuras orgánicas como nanotubos o fulerenos, por mencionar algunos. Sin embargo, otras estructuras orgánicas del carbón, como el diamante o el granito, no lo son.

Elementos puros: En esta categoría podría entrar el carbono como sustancia pura. Este tipo de superconductores son en su mayoría del tipo I, salvo excepciones. Se pueden mencionar como ejemplo el Tecnecio, el Vanadio y el Niobio.

Aleaciones: Son sustancias conformadas por la fusión de dos o más metales. Dentro de este grupo, algunos superconductores son las aleaciones de Niobio-Titanio, Uranio-Rodio-Germanio, y Oro-Indio.

Aluminio y Estaño: Son dos metales de tipo lábil, muy utilizados al tener superconductividad en temperaturas críticas.
Estroncio y Bario: Pertenecen al grupo de alcalino-térreos dentro de la clasificación de metales y bajo ciertas condiciones térmicas se comportan como superconductor.

Azufre y Selenio: Son dos sustancias orgánicas que, al sufrir altas presiones, presentan comportamiento de material superconductor.

Oxígeno: Es un gas que, debido a su gran electronegatividad (tendencia a la atracción de electrones de otros átomos hacia él), es un gran superconductor en condiciones de alta presión
5.3 Aplicaciones de los Superconductores
Algunas de las aplicaciones más importantes de los electroimanes superconductores, sin que la lista pretenda ser exhaustiva, es la siguiente:
1) Aplicaciones biológicas. Se sabe desde hace mucho tiempo que los campos magnéticos intensos afectan el crecimiento de plantas y animales. Así, se han utilizado electroimanes superconductores para generar campos magnéticos intensos y estudiar sus efectos en el crecimiento de plantas y animales y, además, analizar su efecto en el comportamiento de estos últimos.
2) Aplicaciones químicas. Es un hecho conocido que los campos magnéticos pueden cambiar las reacciones químicas y ser utilizados en la catálisis.
3) Aplicaciones médicas. Se han aplicado campos magnéticos para arreglar arterias, sacar tumores y para sanar aneurismas sin cirugía. También se estudia la influencia de los campos magnéticos en las funciones vitales del cuerpo humano.
4) Levitación. Una aplicación muy importante es en el transporte masivo, rápido y económico. La idea de usar una fuerza magnética para hacer "flotar" vehículos de transporte ha estado en la mente de los científicos por casi un siglo y la posible aplicación de la superconductividad a este problema lo ha renovado y actualizado. Hay, esencialmente, dos métodos posibles para conseguir la levitación. Uno corresponde a la utilización de un sistema atractivo y el otro a un sistema repulsivo. Describiremos muy brevemente los principios de funcionamiento de cada uno.
5.4. Imanes superconductores
Un imán superconductor es un electroimán fabricado a partir de espiras de alambre de un material superconductor. Durante su funcionamiento deben ser refrigerados para mantenerlos a temperaturas criogénicas.
En su estado superconductor el alambre puede conducir una corriente eléctrica mucho mayor que la que soporta un alambre común, creando campos magnéticos intensos. Los imanes superconductores pueden producir campos magnéticos mayores que los electroimanes convencionales más poderosos y pueden ser más económicos de operar ya que no se disipa energía en forma de calor en sus bobinados. Se los utiliza en la construcción de máquinas de imágenes por resonancia magnética usadas en hospitales, y en equipos científicos tales como espectrómetros de masa y aceleradores de partículas.
5.5 Investigación en México sobre materiales superconductores
 México.- La búsqueda de materiales superconductores es unárea de interés para muchos grupos de científicos en el mundo.Uno de ellos es el que encabeza el investigador español MiguelÁngel Alario y Franco en el Departamento de Química Inorgánicade la Universidad Complutense de Madrid (UCM), quien sostuvo queesta área de conocimiento ayudará a resolver el problema mundia lde la pérdida del 10% de energía eléctrica que se presenta en elproceso de producción y transportación.
 En entrevista para la Academia Mexicana de Ciencias (AMC), el ganador del Premio México de Ciencia y Tecnología 2009 -un reconocimiento de la Presidencia de la República que se concede anualmente en el ámbito iberoamericano a una persona de reconocido prestigio profesional que haya contribuido de manera significativa al conocimiento científico universal o al avance tecnológico-explicó:
“Cuando se pierde energía en una bombilla –al calentarse-en realidad no pasa nada, pero cuando se lleva electricidad de la Ciudad de México a Querétaro y los cables que la transportan se van calentando, ahí se pierde una gran cantidad energía, por eso es necesario trabajar en nuevos materiales en los que no se pierda esa energía en calor”.
Alario y Francoestuvo recientemente en nuestro país, donde gracias a la colaboración internacional que existe, dictó conferencias en la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) y aprovechó su estancia para realizar experimentos en el Cañón de gas del Instituto de Física, “un aparato complementario al equipo que tenemos en la UCM, con el que se pueden alcanzar presiones deldoble de las que se logran en mi laboratorio; el de la UNAM es único en Latinoamérica”.

]]> 2021-06-29 19:57:37 UTC https://padlet.com/kevinstevenvelazquezrobledo/KevinRobledo/wish/1630550070