國內(nèi)外各種超導(dǎo)材料性能特點的技術(shù)研發(fā)分析-wenkub.com
2024-08-11 15:06 本頁面
【正文】 超導(dǎo)材料及其應(yīng)用技術(shù)被認為是21世紀(jì)具有戰(zhàn)略意義的高新技術(shù)，將在能源、交通、信息、科學(xué)儀器、醫(yī)療裝置、國防、重大科學(xué)研究裝置等方面有廣泛的應(yīng)用前景。通過這次鈮—鈦超導(dǎo)材料的批量生產(chǎn)，優(yōu)化了各項生產(chǎn)工藝參數(shù)，在超導(dǎo)材料的開發(fā)及生產(chǎn)方面積累了豐富的經(jīng)驗，為今后超導(dǎo)材料的生產(chǎn)奠定了堅實的基礎(chǔ)。國內(nèi)超導(dǎo)材料研究現(xiàn)狀中國鋁業(yè)西北鋁加工分公司和西部超導(dǎo)材料科技有限公司運用西北鋁的反向擠壓生產(chǎn)技術(shù)，聯(lián)合研究開發(fā)低溫超導(dǎo)材料，在2008年成功試制出NbTi超導(dǎo)棒材、2009年8月成功試制出Nb3Sn超導(dǎo)棒材的基礎(chǔ)上，2009年12月17日又在45MN反向擠壓機上批量生產(chǎn)出NbTi超導(dǎo)棒材，產(chǎn)品的各項指標(biāo)滿足要求，成功實現(xiàn)了低溫超導(dǎo)材料的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。②超導(dǎo)計算機。超導(dǎo)弱磁技術(shù)的理論基礎(chǔ)是約瑟夫森效應(yīng)。②超導(dǎo)電機。超導(dǎo)強磁技術(shù)主要是利用超導(dǎo)材料能夠產(chǎn)生很高的穩(wěn)態(tài)強磁場，據(jù)此將可制成超導(dǎo)儲能裝置、超導(dǎo)電機和電磁推進裝置。判斷超導(dǎo)材料性能的指標(biāo)是臨界溫度(TC)、 臨界磁場(HC) 和臨界電流(IC)。1987年中國成立了超導(dǎo)技術(shù)專家委員會和國家超導(dǎo)技術(shù)聯(lián)合研究開發(fā)中心，統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)全國的超導(dǎo)研究工作；同年7月美國總統(tǒng)提出《總統(tǒng)超導(dǎo)倡議》，要求政府采取必要措施支持高溫超導(dǎo)研究；日本政府和民間企業(yè)、大學(xué)制訂了共同開發(fā)超導(dǎo)材料的計劃。這種約瑟夫森效應(yīng)隨后為實驗所證實。隨后科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)許多金屬、合金和金屬間化合物也具有這種特性。具有超導(dǎo)電性的物質(zhì)稱為超導(dǎo)材料或超導(dǎo)體。氮是空氣的主要成分，液氮制冷機的效率比液氦至少高10倍，所以液氮的價格實際僅相當(dāng)于液氦的1／100。3月12日中國北京大學(xué)成功地用液氮進行超導(dǎo)磁懸浮實驗。中國科學(xué)院物理研究所由趙忠賢、陳立泉領(lǐng)導(dǎo)的研究組，獲得了48．6K的鍶鑭銅氧系超導(dǎo)體，并看到這類物質(zhì)有在70K發(fā)生轉(zhuǎn)變的跡象。掀起了以研究金屬氧化物陶瓷材料為對象，以尋找高臨界溫度超導(dǎo)體為目標(biāo)的“超導(dǎo)熱”。 超導(dǎo)體得天獨厚的特性，使它可能在各種領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。 1911年，荷蘭物理學(xué)家昂尼斯(1853～1926)發(fā)現(xiàn)，水銀的電阻率并不象預(yù)料的那樣隨溫度降低逐漸減小，水銀的電阻突然降到零。到80年代，超導(dǎo)材料的應(yīng)用主要有：①利用材料的超導(dǎo)電性可制作磁體，應(yīng)用于電機、高能粒子加速器、磁懸浮運輸、受控?zé)岷朔磻?yīng)、儲能等；可制作電力電纜，用于大容量輸電（功率可達10000MVA）；可制作通信電纜和天線，其性能優(yōu)于常規(guī)材料。④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行了試驗，于1986年在鑭－鋇－銅－氧化物中發(fā)現(xiàn)了Tc=35K的超導(dǎo)電性。鈮鈦合金再加入鉭的三元合金，性能進一步提高，Nb60Ti4Ta的性能是，Tc＝，Hc=（）；Nb70Ti5Ta的性能是，Tc=，Hc=。如最先應(yīng)用的鈮鋯合金(Nb75Zr)?！ 》诸? 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。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)。③臨界電流和臨界電流密度：通過超導(dǎo)材料的電流達到一定數(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。已測得超導(dǎo)材料的最低Tc是鎢。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)。這種“持續(xù)電流”已多次在實驗中
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