超導(dǎo)的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展前景要點(diǎn)(已修改)
2025-06-30 13:39 本頁面
【正文】 精選資料 題目：超導(dǎo)的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展前景作者單位：陜西師范大學(xué)物理學(xué)與信息技術(shù)學(xué)院物理學(xué)一班作者姓名：杜瑞，程琳，黨曉菲，閆甜，王福瓊，劉潔，劉園，郭麗麗學(xué)號：40606043，40606042，40606044，40606045，40606046，40606047，40606048，40606049指導(dǎo)教師：郭芳俠交論文時間：200071128 超導(dǎo)的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展前景（陜西師范大學(xué)物理學(xué)一班 第七組 710062） 摘要：本文簡單介紹了一些與超導(dǎo)相關(guān)的概念，超導(dǎo)材料，超導(dǎo)的簡史，超導(dǎo)的研究現(xiàn)狀及對超導(dǎo)應(yīng)用的前景展望。關(guān)鍵字：超導(dǎo)，超導(dǎo)體，超導(dǎo)現(xiàn)象，超導(dǎo)材料，臨界參量，研究現(xiàn)狀，前景 Superconductivity research presentsituation and prospects for development（ Shaanxi normal university physics one class Seventh group 710062）Abstract: This article simply introduced some and the superconductivity correlation concept, the superconductivity material, the superconductivity brief history, the superconductivity research present situation and to the superconductivity application prospect forecast.Keyword: superconductors, superconductors, superconductor, superconducting materials, critical parameters引言：某些金屬、合金和化合物，在溫度降到絕對零度附近某一特定溫度時，它們的電阻率突然減小到無法測量的現(xiàn)象叫做超導(dǎo)現(xiàn)象，能夠發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象的物質(zhì)叫做超導(dǎo)體。超導(dǎo)材料和常規(guī)導(dǎo)電材料的性能有很大的不同：零電阻性、完全抗磁性、約瑟夫森效應(yīng)。這些特性構(gòu)成了超導(dǎo)材料在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域越來越引人注目的各類應(yīng)用的依據(jù)。超導(dǎo)技術(shù)被認(rèn)為是21世紀(jì)最具有戰(zhàn)略意義的高新技術(shù)．目前已被廣泛用于超導(dǎo)電纜、超導(dǎo)變壓器、超導(dǎo)電機(jī)、超導(dǎo)限流器、超導(dǎo)磁分離器、超導(dǎo)磁共振成像（MRI）、超導(dǎo)儲能裝置、超導(dǎo)磁懸浮列車等應(yīng)用產(chǎn)品的研發(fā)，在許多領(lǐng)域取得了重大突破，具有十分廣闊的市場前景超導(dǎo)簡介：超導(dǎo)材料 具有在一定的低溫條件下呈現(xiàn)出電阻等于零以及排斥磁力線的性質(zhì)的材料?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)有28種元素和幾千種合金和化合物可以成為超導(dǎo)體。特性 超導(dǎo)材料和常規(guī)導(dǎo)電材料的性能有很大的不同。主要有以下性能。零電阻性：超導(dǎo)材料處于超導(dǎo)態(tài)時電阻為零，能夠無損耗地傳輸電能。如果用磁場在超導(dǎo)環(huán)中引發(fā)感生電流，這一電流可以毫不衰減地維持下去。這種“持續(xù)電流”已多次在實(shí)驗(yàn)中觀察到。完全抗磁性：超導(dǎo)材料處于超導(dǎo)態(tài)時，只要外加磁場不超過一定值，磁力線不能透入，超導(dǎo)材料內(nèi)的磁場恒為零。約瑟夫森效應(yīng)：兩超導(dǎo)材料之間有一薄絕緣層（厚度約1nm）而形成低電阻連接時，會有電子對穿過絕緣層形成電流，而絕緣層兩側(cè)沒有電壓，即絕緣層也成了超導(dǎo)體。當(dāng)電流超過一定值后，絕緣層兩側(cè)出現(xiàn)電壓U（也可加一電壓U），同時，直流電流變成高頻交流電，并向外輻射電磁波，其頻率為，其中h為普朗克常數(shù)，e為電子電荷。這些特性構(gòu)成了超導(dǎo)材料在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域越來越引人注目的各類應(yīng)用的依據(jù)基本臨界參量 有以下 3個基本臨界參量。臨界溫度:外磁場為零時超導(dǎo)材料由正常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)態(tài)(或相反)的溫度，以Tc表示。Tc值因材料不同而異。已測得超導(dǎo)材料的最低Tc是鎢。到1987年，臨界溫度最高值已提高到100K左右。臨界磁場：使超導(dǎo)材料的超導(dǎo)態(tài)破壞而轉(zhuǎn)變到正常態(tài)所需的磁場強(qiáng)度，以Hc表示。Hc與溫度T 的關(guān)系為Hc=H0[1(T/Tc)2]，式中H0為0K時的臨界磁場。臨界電流和臨界電流密度：通過超導(dǎo)材料的電流達(dá)到一定數(shù)值時也會使超導(dǎo)態(tài)破態(tài)而轉(zhuǎn)變?yōu)檎B(tài)，以Ic表示。Ic一般隨溫度和外磁場的增加而減少。單位截面積所承載的Ic稱為臨界電流密度，以Jc表示分類：超導(dǎo)材料按其化學(xué)成分可分為元素材料、合金材料、化合物材料和超導(dǎo)陶瓷。超導(dǎo)元素：在常壓下有28種元素具超導(dǎo)電性，其中鈮（Nb）的Tc最高。電工中實(shí)際應(yīng)用的主要是鈮和鉛(Pb，Tc=)，已用于制造超導(dǎo)交流電力電纜、高Q值諧振腔等。合金材料： 超導(dǎo)元素加入某些其他元素作合金成分， 可以使超導(dǎo)材料的全部性能提高。如最先應(yīng)用的鈮鋯合金(Nb75Zr)。繼后發(fā)展了鈮鈦合金，雖然Tc稍低了些，但Hc高得多，在給定磁場能承載更大電流。其性能是Nb33Ti，Tc=，Hc＝；Nb60Ti，Tc=，Hc=12特()。目前鈮鈦合金是用于7～8特磁場下的主要超導(dǎo)磁體材料。鈮鈦合金再加入鉭的三元合金，性能進(jìn)一步提高，Nb60Ti4Ta的性能是，Tc＝，Hc=（）；Nb70Ti5Ta的性能是，Tc=，Hc=。超導(dǎo)化合物:超導(dǎo)元素與其他元素化合常有很好的超導(dǎo)性能。如已大量使用的Nb3Sn，其Tc=，Hc=。其他重要的超導(dǎo)化合物還有V3Ga，Tc=，Hc=24特；Nb3Al，Tc=，Hc=30特。超導(dǎo)陶瓷：20世紀(jì)80年代初，米勒和貝德諾爾茨開始注意到某些氧化物陶瓷材料可能有超導(dǎo)電性，他們的小組對一些材料進(jìn)行了試驗(yàn)，于1986年在鑭－鋇－銅－氧化物中發(fā)現(xiàn)了Tc=35K的超導(dǎo)電性。1987年，中國、美國、日本等國科學(xué)家在鋇－釔－銅氧化物中發(fā)現(xiàn)Tc處于液氮溫區(qū)有超導(dǎo)電性，使超導(dǎo)陶瓷成為極有發(fā)展前景的超導(dǎo)材料。 超導(dǎo)材料的這些參量限定了應(yīng)用材料的條件，因而尋找高參量的新型超導(dǎo)材料成了人們研究的重要課題。以Tc為例，－昂內(nèi)斯發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)電性(Hg，Tc=)起，直到1986年以前，人們發(fā)現(xiàn)的最高的 (Nb3Ge，1973)。，從而將Tc提高到35K。之后僅一年時間，新材料的Tc已提高到100K左右。這種突破為超導(dǎo)材料的應(yīng)用開辟了
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