材料電學性能ppt課件(編輯修改稿)
2025-02-15 02:10 本頁面
【文章內容簡介】 e prize 1/2 of the prize Federal Republic of Germany Switzerland IBM Research Laboratory ,Switzerland b. 1950 b. 1927 在陶瓷（金屬氧化物）中發(fā)現(xiàn)超導現(xiàn)象，超導研究取得重大突破 諾貝爾物理獎獲得者 1987年， 超導電性的金屬和合金 臨界溫度 Tc ＜ 30 K 鈦、釩、鋯、鈮、鉬、鉭、鎢、錸、鉍、鋁、錫、鎘等 28種。 二元合金 NbTi， Tc＝ 8～ 10K； NbZr， Tc≈10～ 11K。三元系合金有鈮 鈦 鋯， Tc=10 K；鈮 鈦 鉭， Tc=9～ 10K。 超導化合物 Nb3Sn， Tc=18～ 18． 5K； Nb3Ge， Tc≈23． 2K， Nb3（ AlGe）， Tc≈20． 7K等 超導電性的金屬氧化物 1960‘s BaYCuO系， 35K, 1986, Bednorz, Muller BaYCuO系 , 100 K, 1987, 我國趙忠賢等 HgBaCuO系，～ 140 K 超導現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)及高溫超導材料 超導體臨界溫度隨年代的變化 1986 2 、 超導體的三種特性 ： 完全導電性： 例如在室溫下把超導體做成圓環(huán)放在磁場中，并冷卻到低溫使其轉入超導態(tài)，這時把原來的磁場去掉，則通過磁感作用，沿著圓環(huán)將感生出電流。由于圓環(huán)的電阻為零，故此電流將永不衰減，稱為 永久電流 。 零電阻的應用 : “持久電流實驗 ” 鉛環(huán) 1954年 3月到 1956年 9月 費勒和密爾斯 核磁共振方法 衰減時間不少于 10萬年 超導輸電 損耗 15% 1000多億度 制造大型磁鐵 體積小、能耗少、磁場強 安裝在長通電纜公司的 75 m高溫超導電纜 直流輸電高溫超導電纜結構示意圖 完全抗磁性： 處于超導狀態(tài)的材料 ， 不管其經(jīng)歷如何 ， 磁感應強度 B始終為零 ， 這就是所謂邁斯納效應 。 因此 ， 超導體具有屏蔽磁場和排除磁通的性能 。 常導態(tài) 超導態(tài) 實驗 : 淺平錫盤 +體積小磁性強的永久磁鐵 錫盤出現(xiàn)超導性 小磁體離開錫盤表面懸浮空中 降溫 磁場畸變，產生浮力 小磁鐵懸浮在 BaLaCuO超導體 （浸在液氮中）上方的照片 小磁鐵 超導磁懸浮列車： MLX低溫超導型磁懸浮列車運行速度可 500~600km/h ，每次振動偏差上下不超過 0． 3毫米，左右不超過 0． 6毫米 2022年 12月，西南交通大學超導技術研究所研制出了 世界首輛載人高溫超導磁懸浮實驗車 ——“世紀號 ” ， 懸浮凈高大于 20毫米，時速最高可達每小時 300公里 。 約瑟夫森效應： 1962年，年僅 22歲的英國劍橋大學實驗物理學研究生約瑟夫森 （ Brian David Josephson）預言，當兩個超導體之間設置一個 絕緣薄層構成一個超導結時，電子可以穿過絕緣體從一個超導體 到達另一個超導體。 他還總結出： （ 1） 超導結中可以形成無阻的超導電流； （ 2）超導結兩端加電壓，將產生高頻振蕩； 沒有電壓降 （ 3）超導結的最大超導電流隨外磁場大小作有規(guī)律的變化 。 MPMS(SQUID)VSM 磁學測量系統(tǒng) 超導量子干涉儀（ SQUID） 用作磁強計，可精確到 107 T。為了對這個量級有所理解，可以列舉一些例子。地磁場的磁感應強度為 103T；環(huán)境磁噪聲的磁感應強度為 104～ 101T；人們的肺、心、腦都有一定的生物磁感應強度，分別為 101T、 102T和 105T。由此可見，比腦磁場還弱 100倍的磁場， SQUID都能準確地測量出來。以心臟為例，心磁圖可以衡量直流電效應，而心電圖對直流電效應無法感知。并且，磁場測量幾乎不受信號源和檢測線圈之間夾雜物的影響，所以可以檢出局部的信號。 ? 3 、 三個性能指標 ? 超導轉變溫度 Tc 超導體低于某一溫度Ｔ c時， ? 便出現(xiàn)完全導電和邁斯納效應等基本特性。 ? 超導材料轉變溫度越高越好，越有利于應用。 ? 臨界磁場 Hc 破壞超導態(tài)的最小磁場。 ? 隨溫度降低， Hc將增加； ? 當 T＜ Tc時 , Hc=Hc,0[1（ T/Tc)2] ? 臨界電流密度 Jc 保持超導狀態(tài)的最大輸入 電流 (與 Hc相關） ? 隨著外磁場增加， Jc必
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