材料電學(xué)性能ppt課件-文庫吧資料
2025-01-25 02:10本頁面
【正文】 場(chǎng)作用下，電介質(zhì)中的電荷發(fā)生了再分布，靠近極板的介質(zhì)表面上將產(chǎn)生表面束縛電荷，結(jié)果使介質(zhì)出現(xiàn)宏觀的偶極，這一現(xiàn)象稱為電介質(zhì)的極化。 ? 隨溫度降低， Hc將增加； ? 當(dāng) T＜ Tc時(shí) , Hc=Hc,0[1（ T/Tc)2] ? 臨界電流密度 Jc 保持超導(dǎo)狀態(tài)的最大輸入 電流 (與 Hc相關(guān)） ? 隨著外磁場(chǎng)增加， Jc必須相應(yīng)減小，以使 ? 它們的總和不超過 Hc值，從而保持超導(dǎo)態(tài) ? 以上三個(gè)性能指標(biāo)是相互關(guān)聯(lián)的。 ? 超導(dǎo)材料轉(zhuǎn)變溫度越高越好，越有利于應(yīng)用。并且，磁場(chǎng)測(cè)量幾乎不受信號(hào)源和檢測(cè)線圈之間夾雜物的影響，所以可以檢出局部的信號(hào)。由此可見，比腦磁場(chǎng)還弱 100倍的磁場(chǎng)， SQUID都能準(zhǔn)確地測(cè)量出來。為了對(duì)這個(gè)量級(jí)有所理解，可以列舉一些例子。 他還總結(jié)出： （ 1） 超導(dǎo)結(jié)中可以形成無阻的超導(dǎo)電流； （ 2）超導(dǎo)結(jié)兩端加電壓，將產(chǎn)生高頻振蕩； 沒有電壓降 （ 3）超導(dǎo)結(jié)的最大超導(dǎo)電流隨外磁場(chǎng)大小作有規(guī)律的變化 。 常導(dǎo)態(tài) 超導(dǎo)態(tài) 實(shí)驗(yàn) : 淺平錫盤 +體積小磁性強(qiáng)的永久磁鐵 錫盤出現(xiàn)超導(dǎo)性 小磁體離開錫盤表面懸浮空中 降溫 磁場(chǎng)畸變，產(chǎn)生浮力 小磁鐵懸浮在 BaLaCuO超導(dǎo)體 （浸在液氮中）上方的照片 小磁鐵 超導(dǎo)磁懸浮列車： MLX低溫超導(dǎo)型磁懸浮列車運(yùn)行速度可 500~600km/h ，每次振動(dòng)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(xué)超導(dǎo)技術(shù)研究所研制出了 世界首輛載人高溫超導(dǎo)磁懸浮實(shí)驗(yàn)車 ——“世紀(jì)號(hào) ” ， 懸浮凈高大于 20毫米，時(shí)速最高可達(dá)每小時(shí) 300公里 。 零電阻的應(yīng)用 : “持久電流實(shí)驗(yàn) ” 鉛環(huán) 1954年 3月到 1956年 9月 費(fèi)勒和密爾斯 核磁共振方法 衰減時(shí)間不少于 10萬年 超導(dǎo)輸電 損耗 15% 1000多億度 制造大型磁鐵 體積小、能耗少、磁場(chǎng)強(qiáng) 安裝在長通電纜公司的 75 m高溫超導(dǎo)電纜 直流輸電高溫超導(dǎo)電纜結(jié)構(gòu)示意圖 完全抗磁性： 處于超導(dǎo)狀態(tài)的材料 ， 不管其經(jīng)歷如何 ， 磁感應(yīng)強(qiáng)度 B始終為零 ， 這就是所謂邁斯納效應(yīng) 。 超導(dǎo)化合物 Nb3Sn， Tc=18～ 18． 5K； Nb3Ge， Tc≈23． 2K， Nb3（ AlGe）， Tc≈20． 7K等 超導(dǎo)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(dǎo)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)及高溫超導(dǎo)材料 超導(dǎo)體臨界溫度隨年代的變化 1986 2 、 超導(dǎo)體的三種特性 ： 完全導(dǎo)電性： 例如在室溫下把超導(dǎo)體做成圓環(huán)放在磁場(chǎng)中，并冷卻到低溫使其轉(zhuǎn)入超導(dǎo)態(tài)，這時(shí)把原來的磁場(chǎng)去掉，則通過磁感作用，沿著圓環(huán)將感生出電流。 二元合金 NbTi， Tc＝ 8～ 10K； NbZr， Tc≈10～ 11K。 434 材料的超導(dǎo)電性 (superconductivity) 超導(dǎo)電性 —— 在一定低溫下材料突然失去電阻的現(xiàn)象 （小于目前所能檢測(cè)的最小電阻率 1025Ω受主原子獲得額外的電子后成為負(fù)離子，其負(fù)電荷也是束縛電荷。由于硼原子很容易吸收滿帶中的電子，故把硼原子稱為 受主 。此時(shí)硅的滿帶中的電子由于熱激發(fā)很容易到達(dá)硼原子處，填補(bǔ)所缺的電子。施主能級(jí)靠近導(dǎo)帶的下緣。每個(gè)雜質(zhì)磷原子能提供一個(gè)參與導(dǎo)電的電子，故稱為 施主 。溫度越高，從滿帶激發(fā)至導(dǎo)帶的電子數(shù)就越多，導(dǎo)帶或滿帶中的載流子數(shù)就越大，導(dǎo)電性就越好。摻入的雜質(zhì)的種類和數(shù)量可控制半導(dǎo)體的導(dǎo)電類型和電導(dǎo)率。 這種空穴型導(dǎo)電的半導(dǎo)體，稱為 p型半導(dǎo)體。 這類電子型導(dǎo)電的半導(dǎo)體，稱為 n型半導(dǎo)體。 載流子 ： 自由電子 ， 負(fù)電荷 空穴 ， hole， 正電荷 carrier 雜質(zhì)半導(dǎo)體 extrinsic semiconductor n型半導(dǎo)體 nTYPE EXTRINSIC SEMICONDUCTION 在 Si、 Ge等四價(jià)元素中摻入少量 五價(jià)元素 P、Sb、 Bi、 As等，因價(jià)電子多出一個(gè)，在導(dǎo)帶附近會(huì)形成由雜質(zhì)造成的能級(jí)。 實(shí)際上，半導(dǎo)體在外電場(chǎng)下顯示出的傳導(dǎo)性能，不僅與激發(fā)到導(dǎo)帶中的電子有關(guān)，還與滿帶的空穴有關(guān)。例如室溫下硅為１ .７９４ １０ －１９ Ｊ，故在室溫由晶體中原子的振動(dòng)就可使少量電子受到熱激發(fā)，從滿帶躍遷到導(dǎo)帶，即在導(dǎo)帶底部附近存在少量電子，從而在外電場(chǎng)下顯示出一定導(dǎo)電性。
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