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-文庫吧資料
2024-08-17 15:06本頁面
【正文】 化物超導(dǎo)材料中有轉(zhuǎn)變溫度為240K的超導(dǎo)跡象。3月3日，日本宣布發(fā)現(xiàn)123K超導(dǎo)體。2月15日美國報道朱經(jīng)武、吳茂昆獲得了98K超導(dǎo)體。 1987年1月初，日本川崎國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。全世界有260多個實(shí)驗(yàn)小組參加了這場競賽。 1986年，高溫超導(dǎo)體的研究取得了重大的突破。但由于早期的超導(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?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)大多數(shù)金屬元素以及數(shù)以千計的合金、化合物都在不同條件下顯示出超導(dǎo)性。某些金屬、合金和化合物，在溫度降到絕對零度附近某一特定溫度時，它們的電阻率突然減小到無法測量的現(xiàn)象叫做超導(dǎo)現(xiàn)象，能夠發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象的物質(zhì)叫做超導(dǎo)體。利用約瑟夫森結(jié)作計算機(jī)的邏輯和存儲元件，其運(yùn)算速度比高性能集成電路的快10～20倍，功耗只有四分之一。②利用材料的完全抗磁性可制作無摩擦陀螺儀和軸承。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題）。1987年，中國、美國、日本等國科學(xué)家在鋇－釔－銅氧化物中發(fā)現(xiàn)Tc處于液氮溫區(qū)有超導(dǎo)電性，使超導(dǎo)陶瓷成為極有發(fā)展前景的超導(dǎo)材料。其他重要的超導(dǎo)化合物還有V3Ga，Tc=，Hc=24特；Nb3Al，Tc=，Hc=30特。③超導(dǎo)化合物:超導(dǎo)元素與其他元素化合常有很好的超導(dǎo)性能。目前鈮鈦合金是用于7～8特磁場下的主要超導(dǎo)磁體材料。繼后發(fā)展了鈮鈦合金，雖然Tc稍低了些，但Hc高得多，在給定磁場能承載更大電流。② 合金材料： 超導(dǎo)元素加入某些其他元素作合金成分， 可以使超導(dǎo)材料的全部性能提高。①超導(dǎo)元素：在常壓下有28種元素具超導(dǎo)電性，其中鈮（Nb）的Tc最高。這種突破為超導(dǎo)材料的應(yīng)用開辟了廣闊的前景，米勒和貝德諾爾茨也因此榮獲1987年諾貝爾物理學(xué)獎金。從而將Tc提高到35K?！ 〕瑢?dǎo)材料的這些參量限定了應(yīng)用材料的條件，因而尋找高參量的新型超導(dǎo)材料成了人們研究的重要課題。Ic一般隨溫度和外磁場的增加而減少。Hc與溫度T 的關(guān)系為Hc=H0[1(T/Tc)2]，式中H0為0K時的臨界磁場。到1987年，臨界溫度最高值已提高到100K左右。Tc值因材料不同而異?！ 』九R界參量 有以下 3個基本臨界參量。當(dāng)電流超過一定值后，絕緣層兩側(cè)出現(xiàn)電壓U（也可加一電壓U），同時，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。②完全抗磁性：超導(dǎo)材料處于超導(dǎo)態(tài)時，只要外加磁場不超過一定值，磁力線不能透入，超導(dǎo)材料內(nèi)的磁場恒為零。如果用磁場在超導(dǎo)環(huán)中引發(fā)感生電流，這一電流可以毫不衰減地維持下去。主要有以下性能?，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。常規(guī)超導(dǎo)電子器件早已顯示出巨大的優(yōu)越性，超導(dǎo)量子干涉器件用于測量微弱磁場，靈敏度可比常規(guī)儀器高12個數(shù)量級，這使得它在生物磁性測量、尋找礦藏等領(lǐng)域發(fā)揮了巨大的作用，超導(dǎo)隧道效應(yīng)使微波接收機(jī)的靈敏度大大提高，超導(dǎo)薄膜數(shù)字電路可用來制造高速、超小體積的大型計算機(jī)，但由于常規(guī)超導(dǎo)器件工作在液氦溫區(qū)或致冷機(jī)所能達(dá)到的溫度（1020K）下，這個溫區(qū)的獲得和維持成本相當(dāng)高，技術(shù)也復(fù)雜，因而使用常規(guī)超導(dǎo)器件的應(yīng)用范圍受到了很大的限制。中國科學(xué)院電工研究所研制成功630kVA、()／400V(909A)的高溫超導(dǎo)
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