國內(nèi)外各種超導(dǎo)材料性能特點(diǎn)的技術(shù)研發(fā)分析(文件)
【正文】 超導(dǎo)體存在于液氦極低溫度條件下，極大地限制了超導(dǎo)材料的應(yīng)用。全世界有260多個(gè)實(shí)驗(yàn)小組參加了這場競賽。2月15日美國報(bào)道朱經(jīng)武、吳茂昆獲得了98K超導(dǎo)體。3月27日美國華裔科學(xué)家又發(fā)現(xiàn)在氧化物超導(dǎo)材料中有轉(zhuǎn)變溫度為240K的超導(dǎo)跡象。液氮制冷設(shè)備簡單，因此，現(xiàn)有的高溫超導(dǎo)體雖然還必須用液氮冷卻，但卻被認(rèn)為是20世紀(jì)科學(xué)上最偉大的發(fā)現(xiàn)之一。超導(dǎo)材料包括金屬低溫超導(dǎo)材料、陶瓷高溫超導(dǎo)材料和有機(jī)超導(dǎo)材料等。1933年， ，使磁力線不能透入， 人們稱之為邁斯納效應(yīng)。1986年初，鋇鑭銅氧化合物在30K時(shí)呈現(xiàn)超導(dǎo)電性。各國超導(dǎo)科學(xué)家以陶瓷材料為對(duì)象尋找高臨界溫度的超導(dǎo)材料，形成了一股世界性的超導(dǎo)研究熱，釔鋇銅氧化合物、 鉍鍶鈣銅氧化合物、 鉈鋇鈣銅氧化合物等高溫超導(dǎo)材料不斷涌現(xiàn)。臨界溫度是指物質(zhì)從有電阻變?yōu)闊o電阻的溫度；臨界磁場是指在一定的溫度和無電流存在的情況下，超導(dǎo)體超導(dǎo)電性消失時(shí)的磁場閾值；臨界電流是指能使超導(dǎo)體由超導(dǎo)態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎B(tài)的電流密度值。①超導(dǎo)儲(chǔ)能裝置。這種電機(jī)的體積和質(zhì)量將比常規(guī)電機(jī)顯著縮小，功率成倍增長，效率大大提高，可為武器裝備提供動(dòng)力。利用這種效應(yīng)制成的超導(dǎo)電子器件，將具有功耗低、噪聲小、靈敏度高、反應(yīng)速度快等特點(diǎn)，可進(jìn)行高精度、弱信號(hào)的電磁測(cè)量，也可用作超高速電子計(jì)算機(jī)元器件等。采用約瑟夫森器件的超導(dǎo)計(jì)算機(jī)，運(yùn)算速度將比普通計(jì)算機(jī)快幾十倍，功耗減少到千分之一以下，散熱性能很好。該項(xiàng)技術(shù)填補(bǔ)了國內(nèi)的一項(xiàng)空白。 國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆(ITER)是目前全球最大的國際合作研究項(xiàng)目，合作方包括歐盟、美國、中國、日本、印度、俄羅斯、韓國等國家。西北鋁低溫超導(dǎo)材料的反向擠壓生產(chǎn)技術(shù)獲得成功并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，將推動(dòng)中國超導(dǎo)技術(shù)和相關(guān)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，結(jié)束中國低溫超導(dǎo)材料依賴進(jìn)口的現(xiàn)狀，并對(duì)充分發(fā)揮西北鋁反向擠壓生產(chǎn)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，提高在基礎(chǔ)研究和高新技術(shù)研究領(lǐng)域的研發(fā)能力，實(shí)現(xiàn)中鋁公司國際化多金屬礦業(yè)公司的發(fā)展目標(biāo)具有重要意義。其中低溫超導(dǎo)磁體系統(tǒng)是ITER裝置的核心部件，所用的關(guān)鍵材料是超導(dǎo)材料。西北鋁擁有當(dāng)今世界最先進(jìn)的45MN雙動(dòng)反向擠壓機(jī)，在鈮—鈦棒材的研制上擁有明顯的優(yōu)勢(shì)，在對(duì)鈮—鈦棒材進(jìn)行多次試制后，掌握了產(chǎn)品的各項(xiàng)組織和性能情況，確定了合理的生產(chǎn)工藝，為這次批量生產(chǎn)提供了技術(shù)保障。如超導(dǎo)紅外探測(cè)器、參量放大器、混頻器、功率放大器等，將使空間監(jiān)視、通信、導(dǎo)航、氣象和武器系統(tǒng)的性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過利用常規(guī)器件時(shí)的性能。超導(dǎo)量子干涉儀、電磁傳感器和磁強(qiáng)計(jì)等，對(duì)磁場和電磁輻射的靈敏度比常規(guī)器件高得多，可用于軍事偵察。用超導(dǎo)強(qiáng)磁材料制造的電磁推進(jìn)裝置，把電能直接轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)力，將能以很高的速度推進(jìn)大質(zhì)量的物體，在軍事上用作艦艇的動(dòng)力裝置，可消除傳動(dòng)噪聲，提高隱蔽性；也可用作電磁炮的動(dòng)力裝置。大型超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)(儲(chǔ)能10焦耳)將可作為陸基自由電子激光器或天基定向能武器的功率源。超導(dǎo)技術(shù)是一項(xiàng)具有重要應(yīng)用價(jià)值和巨大開發(fā)前景的高技術(shù)，它在軍事上的潛在應(yīng)用可分為強(qiáng)磁和弱磁兩大類。超導(dǎo)材料的另一個(gè)特性是具有約瑟夫森效應(yīng)或超導(dǎo)隧道效應(yīng)，即在兩塊超導(dǎo)體之間置一絕緣層(厚度約10埃)，這時(shí)的絕緣層會(huì)成為一個(gè)“弱”超導(dǎo)體，電流可在其中通過。1986年以前發(fā)現(xiàn)的超導(dǎo)材料是良導(dǎo)體金屬、合金和金屬間化合物，而馬勒和貝諾斯發(fā)現(xiàn)的超導(dǎo)材料卻是氧化物，臨界溫度比低溫超導(dǎo)體高得多,對(duì)超導(dǎo)研究具有劃時(shí)代的意義,世界各國對(duì)此都十分重視。1962年，形成隧
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