Planejamento e produção de um criostato de baixo custo para caracterização elétrica de materiais

• Main Authors: G.B. Torsoni, C.L. Carvalho
• Format: Article
• Language: Portuguese
• Published: Sociedade Brasileira de Física
• Series: Revista Brasileira de Ensino de Física
• Subjects: caracterização criostato; supercondutor; princípios termodinâmicos; diagramas de fases
• Online Access: http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1806-11172012000400016&lng=en&tlng=en

Os supercondutores a base de BiSrCaCuO apresentam três fases principais, Bi2Sr2CuO, Bi2Sr2CaCu2O e Bi2Sr2Ca2Cu3O com temperaturas críticas de 20 K, 80 K e 110 K, respectivamente. Desta forma, torna-se fundamental a caracterização elétrica de tais materiais a baixas temperaturas. Com este objetivo confeccionou-se um criostato para medidas de caracterização elétrica. Utilizando-se nitrogênio líquido (77 K), e controlando a pressão sobre o refrigerante, atingiu-se uma temperatura da ordem de 64 K (baseado em princípios termodinâmicos) abrangendo uma maior faixa de temperatura de medida, que permitiu identificar pelo menos duas fases supercondutoras no sistema BSCCO (2212 e 2223). Neste contexto, este sistema propicia uma relação custo/beneficio mais favorável, pois evita o uso de refrigerantes mais custosos como o hélio líquido. O criostato mostra experimentalmente a aplicação dos diagramas de fase PxT (Lei de Gay-Lussac) vistos nos cursos de termodinâmica, propiciando demonstrações experimentais que raras vezes são vistas em sala de aula.