國(guó)內(nèi)外各種超導(dǎo)材料性能特點(diǎn)的技術(shù)研發(fā)分析-免費(fèi)閱讀
【正文】 鈮鈦（NbTi）合金超導(dǎo)材料由純銅及多根鈮—鈦合金復(fù)合組成，擠壓后制品必須保證原始結(jié)構(gòu)不變，且分布要均勻連續(xù)，不能出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，技術(shù)含量很高。主要的超導(dǎo)電子器件有：①超導(dǎo)弱磁探測(cè)器件。這種儲(chǔ)能裝置將可長(zhǎng)時(shí)期儲(chǔ)存大量的能量，然后根據(jù)需要加以釋放。自1986年以來(lái)，中國(guó)在高溫超導(dǎo)技術(shù)攻關(guān)中取得了一系列重大成就，在某些領(lǐng)域達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。、(BCS理論)。超導(dǎo)技術(shù)是研究物質(zhì)在超導(dǎo)狀態(tài)下的性質(zhì)、功能以及超導(dǎo)材料、超導(dǎo)器件的研制、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的技術(shù)。2月20日，中國(guó)也宣布發(fā)現(xiàn)100K以上超導(dǎo)體。人們一直在探索高溫超導(dǎo)體，從1911年到1986年，75年間從水銀的4．2K提高到鈮三鍺的23．22K，才提高了19K。③利用約瑟夫森效應(yīng)可制作一系列精密測(cè)量?jī)x表以及輻射探測(cè)器、微波發(fā)生器、邏輯元件等。如已大量使用的Nb3Sn，其Tc=，Hc=。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。單位截面積所承載的Ic稱為臨界電流密度，以Jc表示。①臨界溫度:外磁場(chǎng)為零時(shí)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。①零電阻性：超導(dǎo)材料處于超導(dǎo)態(tài)時(shí)電阻為零，能夠無(wú)損耗地傳輸電能。2001年，德國(guó)Siemens公司已研制、試驗(yàn)成功用于鐵路機(jī)車的1MVA高溫超導(dǎo)變壓器樣機(jī)。2004年l2月，中國(guó)科學(xué)院電工研究所與甘肅長(zhǎng)通電纜公司等合作研制成功75m、10．5 kV／1．5kA交流高溫超導(dǎo)電纜，并接入到甘肅長(zhǎng)通電纜公司6kV配電網(wǎng)中向車間供電運(yùn)行，如圖2所示。目前電流引線已成功地用于微型致冷機(jī)冷卻的NbTi及Nb3Sn磁體系統(tǒng)，第一次實(shí)現(xiàn)了不需用液氦的超導(dǎo)磁體應(yīng)用。在強(qiáng)電磁場(chǎng)中 ，NbTi超導(dǎo)材料用作高能物理的加速器、探測(cè)器、等離子體磁約束、超導(dǎo)儲(chǔ)能 、超導(dǎo)電機(jī)及醫(yī)用磁共振人體成像儀等；Nb3Sn 超導(dǎo)材料除用于制作大量小型高磁場(chǎng)（710T）磁體外，還用于制作受控核聚變裝置中數(shù)米口徑的磁體 ；用Nb及NbN薄膜制成的低溫儀器，已用于軍事及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域檢測(cè)極弱電磁信號(hào) 。 在給低溫環(huán)境下工作的超導(dǎo)磁體和電力設(shè)備供電時(shí)，由低溫到高溫之間的電流引線會(huì)消耗許多液氦。Bi2212具有較高的臨界溫度，用這種材料繞制的磁體具有高的穩(wěn)定性和可靠性，因此，這種磁體能夠在廣闊的范圍內(nèi)得到應(yīng)用。／，并于2005年8月安裝在湖南婁底的110kV／?，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。當(dāng)電流超過(guò)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(shí)，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。Hc與溫度T 的關(guān)系為Hc=H0[1(T/Tc)2]，式中H0為0K時(shí)的臨界磁場(chǎng)。這種突破為超導(dǎo)材料的應(yīng)用開(kāi)辟了廣闊的前景，米勒和貝德諾爾茨也因此榮獲1987年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)金。目前鈮鈦合金是用于7～8特磁場(chǎng)下的主要超導(dǎo)磁體材料。但要實(shí)際應(yīng)用超導(dǎo)材料又受到一系列因素的制約，這首先是它的臨界參量，其次還有材料制作的工藝等問(wèn)題（例如脆性的超導(dǎo)陶瓷如何制成柔細(xì)的線材就有一系列工藝問(wèn)題）。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)大多數(shù)金屬元素以及數(shù)以千計(jì)的合金、化合物都在不同條件下顯示出超導(dǎo)性。 1987年1月初，日本川崎國(guó)立分子研究所將超導(dǎo)溫度提高到43K；不久日本綜合電子研究所又將超導(dǎo)溫度提高到46K和53K。高溫超導(dǎo)體的巨大突破，以液態(tài)氮代替
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