超导陶瓷应用
超导体陶瓷材料的科学研究应用
超导体陶瓷材料科学研究（草稿）骆萌1986年，在超导科学中浮现了重大突破，Bednorz和Muller发现某些氧化物陶瓷具备超导性,①旋即在学术界引起非凡反响，由此各国科学家掀起了一场以研究金属氧化物陶瓷材料为对象，以摸索高临界超导体为目的“超导热”（注）,至今仍在更深更广泛地领域发展。
超导电材料是新材料领域崛起一支极为重要，有人指出当前高温超导材料将在此后世纪得到广泛应用，在发电，供电，运送，医疗，科技和信息化工程等方面带来革命性发展生力军，对之研究，开发，应用必将增进材料科学发展，对经济影响限度也许超过电活和晶体管，在工农业各方面和人民生活中引起一场重大革命。
②超导电材料是一类在一定条件下电阻为零材料，超导体基本特性可用三个物理量来描述。
③即临界温度Te，临界磁物HC，临界电流Jo。
这三个物理量互相有联系，参见关于示意图。
临界温度（Tc）是材料从正常态转变到超导态温度，临界磁场（Hc）是这样物理概念，在临界温度下施加一种不不大于Hc磁场，从而使超导材料失去超导性。
临界电流（Jo）指在一定温度和磁场下，超导体通过电流限度（不不大于此限度超导体就会转变成其她材料），超导体最为直观性质是直流电阻为零，但仅有此种特性还不一定是超导体，还要具备在零电阻温度时，其内部磁场强度为零。
这个概念出自迈斯纳效应，W Meissner等依照实验事实指出，如果超导体在磁场中冷却到转变温度如下，则在转变之处磁感应线将从超导体内被排出。
④这个成果日后由理论计算出来，因而，超导体除直流电阻为零外，其最为本质性质是完全抗磁性，超导体材料已发既有数千种，普通分为第Ⅰ类超导体和第Ⅱ类超导体（其图象见④P400，图4），第一类超导体（涉及除银和钒以外纯金属），第二类超导体涉及铌，钒各种超导体合金及化合物。
⑤如当前正在研究高Tc氧化物超导体，第Ⅰ类和第Ⅱ类超导体超导电机制没有区别，在两种类型零磁场中，在超导态——正常态转变之处具备相似热学性质，但迈斯纳效应则完全不同，第Ⅰ类超导体完全排除磁场，直到超导体电性突然破坏，然后磁场完全穿透。
功能陶瓷复习题解答
1、举出3种以上的典型的超导陶瓷(氧化物超导体)，定义及其应用。
LaBaCuo、SrBaCuo、NbBaCuo；2、说明Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ电容器陶瓷的典型材料、性能特点和用途。
I类陶瓷主要用于高频电路中使用的陶瓷电容器。
性能特点a:一般具有负温度系数，有时为正温度系数；b:介电常数较高为飞铁电电容陶瓷；c:温度系数值稳定且高频下及高温时具有低的介质损耗。
典型材料：MgTiO3瓷。
II类陶瓷主要用于制造低频电路中使用的陶瓷电容器。
性能特点：a:介电常数值高（4000-8000）b:温度稳定性好；c:居里点在工作温度范围内且能方便的调整。
典型材料：BaTiO3系、反铁电系。
III类陶瓷介质的半导体主要用于制造汽车、电子计算机等电路中要求体积非常小的电容器，性能特点a:介电常数非常大7000-几十万以上b:主要用于低频下典型材料：半导化BaTiO33、何为铁电陶瓷? BaTiO3铁电陶瓷老化的含义是什么？是一类在某一温度范围内具有自发极化且极化强度随电场反向而反向，具有与铁磁回线相仿的电滞回线的陶瓷材料老化意义：铁电陶瓷烧成后其介电常数和介电损耗随时间的推移而逐渐减少4、BaTiO3陶瓷有哪几种晶型相变？画出BaTiO3陶瓷的介电常数-温度特性曲线示意图。
立方相、四方相、斜方相和三方相；5、何谓移峰效应和压峰效应？改性加入物可以有效的移动居里温度，即移动介电常数的居里峰，但对介电常数的陡度一般不呈现明显的压抑作用，这时所引起的效应为移峰效应；有的改性加入物可使介电常数的居里峰受到压抑并展宽所引起的效应为压峰效应。
6、为什么BaTiO3陶瓷最适合做低频电容器介质？由于频率f升高，ε降低，Tanδ升高性能恶化，所以要在低频下使用由于新畴的成核与生长需要一定的时间内，所以ε和f有关。
损耗产生的原因是：1、电畴运动：畴壁运动是克服杂质、气孔、晶界的摩擦阻力；2、自发极化反转时。
伴随着集合形变的换向，必须克服晶胞间与晶粒间应力作用的反复过程。
超导材料用途
超导材料用途
超导材料是一种特殊的材料，具有零电阻和完美的磁场屏蔽性能。
这种材料在许多领域都有广泛的应用，包括能源、医疗、交通、通信等。
下面我们来看看超导材料的具体用途。
1. 能源
超导材料在能源领域的应用主要是用于制造超导电缆和超导磁体。
超导电缆可以将电能输送到更远的地方，减少能源损失，提高能源利用率。
超导磁体可以用于制造核磁共振仪、磁悬浮列车等设备，提高能源利用效率。
2. 医疗
超导材料在医疗领域的应用主要是用于制造核磁共振仪。
核磁共振仪是一种非常重要的医疗设备，可以用于诊断和治疗多种疾病，如肿瘤、心脏病等。
超导材料可以制造高强度的磁体，提高核磁共振仪的分辨率和灵敏度。
3. 交通
超导材料在交通领域的应用主要是用于制造磁悬浮列车。
磁悬浮列车是一种高速、低噪音、低能耗的交通工具，可以大大缩短城市之间的距离，提高交通效率。
超导材料可以制造高强度的磁体，提高磁悬浮列车的速度和稳定性。
4. 通信
超导材料在通信领域的应用主要是用于制造微波滤波器和天线。
微波滤波器可以用于过滤无线电信号，提高通信质量。
超导材料可以制造高品质的微波滤波器，提高通信效率。
天线是无线通信的重要组成部分，超导材料可以制造高效的天线，提高通信距离和速度。
超导材料在许多领域都有广泛的应用，可以提高能源利用效率、医疗诊断效果、交通效率和通信质量。
随着科技的不断发展，超导材料的应用前景将会越来越广阔。
超导陶瓷的应用
由于一切物质都具有抗磁性或顺磁性，因此可以利用超导体进行选矿 和探矿等。 4、医药卫生方面 生物体大都具有抗磁性，少数是顺磁，还有极少数是强磁性，可利用 超导体作废水处理，以除去细菌、病毒和重金属等毒物。比如医学上可把磁 分离用于将红血球从血浆中分离出来。 5、环保方面 在环保方面可以利用超导体对造纸厂、石油化工等的废水进行净化处 理。 6、高能核实验和热核聚变方面 ①利用超导体的强磁场，使粒子加速以获得高能粒子，以及利用超导 体制造探测粒子运动径迹的仪器。
②使用大体积高强度超导磁体，可以用于约束带电粒子的活动范围。 比如受控核聚变研究产生的极端高温体就是用超导磁场约束在磁笼中。 7、电子工程方面 ①利用超导体的特性，可以提高电子计算机的运算速度和缩小体积。 ②还可以制成超导体的器件，如超导二极管，超导量子干涉器，超导 场效应晶体管等。用 Y-Ba-Cu-O 系超导做成的天线和发射机，其灵敏度是同 样尺寸的铜天线的十几倍。
由于超导陶瓷的电阻为零，因而没有热损耗，可以制造大容量、高效 率的超导发电机及磁流体发电机等。 2、交通运输方面 ①超导磁悬浮列车 由于超导陶瓷的强抗磁性，可使磁悬浮列车靠磁力在铁轨上“漂浮”滑 行，利用超导磁体与路基导体中的感应涡流之间的磁性排斥力把列车悬浮起 来，具有速度高、运行平稳、无噪声、安全可靠等特点。 ②超导电磁性推进器和空间推进系统 例如船舶电磁推进装置，其推进原理为：在船体内部安装一个超导磁 体，于海水中产生强大磁场，同时在船体侧面放一电极，在海水中产生强大 电流。在船尾后的海水中，磁力线和电流发生交互作用，使海水在后面对船 体产生了强大的推动力。 3、矿冶方面
超导陶瓷的应用
超导陶瓷的应用 1、电力系统方面 ①输配电 根据超导陶瓷的零电阻特性，可以无损耗地远距离的输送极大的电流 和功率。 ②超导线圈 超导陶瓷结合线圈制成超导储能线圈，用其制成的储能设备可以长期 无损耗地储存能量，而且直接储存电磁能。 ③超导发电机
超导陶瓷
超导现象
材料在低于某一温度时，电阻变为零的现象，而这一温度称为超导转 变温度(Tc)。超导现象的特征是零电阻和完全抗磁性。
超导陶瓷是具有超导性的陶瓷材料。其主要特性是在一定临界温 度下电阻为零即所谓零阻现象。在磁场中其磁感应强度为零，即抗磁 现象或称迈斯纳效应（Meissner effect）。
➢ 迈斯纳效应是材料出现超导性的一个重要判据，也是诸多应用如超导 磁屏蔽、磁悬浮等的理论基础。
➢ 由迈斯纳效应超导性可表述为：在温度降至Tc以下，材料的电阻和体 内磁感应强度都突然变为零的现象。
超导陶瓷应用
电力系统方面
输配电 根据超导陶瓷的零电阻的特性，可以无损耗地远距离的输
送极大的电流和功率。
环保和医药方面
在环保方面可以利用超导陶瓷的强磁性对造纸厂、石油化工 厂等的废水进行净化处理，以达到清除废水中重金属离子、细 菌、病毒等物质可以利用超导体作废水处理。生物体大都具有 抗磁性，医学上可把磁分离用于将红血球从血浆中分离出。
医学上的超导陶瓷材料
西门子超导高端磁共振扫描仪
超导陶瓷最早是1986年由设在瑞士苏黎世的美国IBM 公司的研 究中心发现，是一种氧化物(镧 -钡-铜-氧)陶瓷超导体，临界温度为 30K。
至1987年底美国的盛正直和荷曼(Herman)发现了铊-钡-钙-铜-氧 系统陶瓷超导体，临界超导温度的记录提高到125K。
日本鹿儿岛大学将稀土La掺加到Sr、Nb氧化物中所制成的陶瓷薄 膜，在255K即发生超导现象。
交通运输方面
超导磁悬浮列车
制造超导磁悬浮列车，由 于超导陶瓷的强抗磁性，磁 悬浮列车没有车轮，靠磁力 在铁轨上“漂浮”滑行，它 是利用超导磁体和路基导体 中感应涡流之间的磁性排斥 力把列车悬浮起来，具有速 度高，时速可达400-500 km/h，运行平稳，无噪声， 安全可靠等特点。
6.5 特种陶瓷-超导陶瓷
下面就Bi-Sr-Ca-Cu-O系统的高温超导陶瓷的制造 工艺方法进行介绍： 采用Bi2O3、SrCO3、CaCO3和CuO作原料。 按Bi：Sr：Ca：Cu=1：1：1：2的比例进行配料。 加乙醇在球磨筒内进行湿磨混料，干燥后压成大块 进行预合成。预合成分两次进行：第一次在 800℃/12小时下进行；第二次在820℃/12小时下进 行。合成块料经粉碎、粉磨后，加PVD粘结剂进行 造粒，压成圆片，放在氧化铝坩埚中，在860℃/12 小时温度下进行烧结。
5.5 在高能核实验和热核聚变方面 利用超导体的强磁场，使粒子加速以获得高能粒子，以及 利用超导体制造探测粒子运动径迹的仪器。 使用大体积高强度超导磁体，可以用于约束带电粒子的活 动范围。比如受控核聚变研究产生的极端高温的等离子体 就是用超导磁场约束在磁笼中。 5.6 在电子工程方面 （1）利用超导体的性质（如约瑟夫逊效应）提高电子计算 机的运算速度和缩小体积。 （2）制成超导体的器件，如超导二极管，超导量子干涉器， 超导场效应晶管，超导磁通量子器件等。
4. 超导陶瓷的制造工艺
超导陶瓷的制备与一般陶瓷制造工艺相似。如原料的制 备与处理，成型和烧成等。在工艺上，预烧处理，成型 方法以及烧结程度对超导陶瓷有很大的影响。 比如，以Y-Ba-Cu-O系超导体为例，烧结时若烧结温度 过低，反应不完全；过高又会出现相分解。烧结时间也 要合适，过长（如超过30小时）则出现宏观的相分凝现 象，不同部位呈现不同颜色。例如，黑色区域是 BaCuO2，灰黑色区域是Ba2YCu3O7-x，而绿色区域则是 BaY2CuO5，只有Ba2YCu3O7-x才有高温超导性。
此外，用Y-Ba-Cu-O系超导做成的天线和发射机， 其灵敏度是同样尺寸铜天线的十几倍。实验表明， 高温超导应用于超高频可作毫米波通信，具有很宽 的频带和很高的灵敏度，卫星系统可能只需几英寸 直径的超导天线，电视画面也将更清晰。
超导陶瓷的介绍(特性,工艺,应用,发展趋势).
再在900~1000摄氏 度下的氧气氛围中烧 结
制备过程中的要求
这个过程中原料的纯度、粒度、状态、活性、合成 的温度、烧成制度、气氛、合成是否充分配料及合成后磨
细的情况、成型条件、热处理条件等都对烧结体的超导性
有极大的影响。原料一般选用氧化物或碳酸盐，各种原料 要求 纯、细，配料时称量一定要严格按YBa2Cu3O7（简称
5、在高能核实验和热核聚变方面
（1）利用超导体的强磁场，使粒子加速以获得高能粒子，以及利 用超导体制造探测粒子运动径迹的仪器。 （2）使用大体积高强度超导磁体，可以用于约束带电粒子的活动 范围。比如受控核聚变研究产生的极端高温的体就是用超导磁场约束 在磁笼中。
6 、在电子工程方面
（1）利用超导体的性质（如约瑟夫逊效应）提高电子计算机的运 算速度和缩小体积。 （2）制成超导体的器件，如超导，超导量子干涉器，超导场效应 晶管，超导磁通量子器件等。此外，用Y-Ba-Cu-O系超导做成的天线 和发射机，其灵敏度是同样尺寸铜天线的十几倍。实验表明，高温超 导应用于超高频可作毫米波通信，具有很宽的频带和很高的灵敏度， 卫星系统可能只需几英寸直径的超导天线，电视画面也将更清晰。
在YBa2Cu3O7超导陶瓷工艺中，最大的问题是确定烧结制度。
实际上，YBa2Cu3O7较难烧结，且高温下不一致熔融，呈现分解
熔融，往往加入少量烧结助剂，但这样会使超导材料的特性变差， 所以有必要改善粉体的特性和想选择适当的烧结制度。
三、超导陶瓷的应用
（1）输配电。根据超导陶瓷的零电阻的特性，可以无损 耗地远距离的输送极大的电流和功率。 （2）超导线圈。能制成超导储能线圈，用其制成的储能 设备可以长期无损耗地储存能量，而且直接储存电磁能。 （3）超导发电机。由于超导陶瓷的电阻为零，因而没有 热损耗，可以制造大容量、高效率的超导发电机及磁流体发电 机等。 （1）制造超导磁悬浮列车由于超导陶瓷的强抗磁性， 磁悬浮列车没有车轮，靠磁力在铁轨上“漂浮”滑行，它 是利用超导磁体和路基导体中感应涡流之间的磁性排斥力 把列车悬浮起来，具有速度高，运行平稳，无噪声，安全 可靠等特点。
科技成果——热超导陶瓷涂层
科技成果——热超导陶瓷涂层适用范围电力、石油石化、化工、钢铁、有色、建材、民用、军事等成果简介通过使用“热超导陶瓷涂层”新材料对基层表面进行改性，使得换热面吸热和传热能力大幅提高。
关键技术（1）纳米微粒子技术：有利于涂层与基材的渗透、结合，起到保护基材抗沾污结渣作用；（2）复合发射剂技术：提高在宽波段范围内的发射率，且不衰减，起到提高辐射换热效率；（3）系统粘结剂技术：适用于不同基材，确保涂层与基材可靠粘结。
工艺流程查勘锅炉情况→出具方案→根据方案生产产品→现场喷砂→现场喷涂→锅炉升温→交付使用主要技术指标1、热超导陶瓷涂层喷涂厚度0.02-0.1mm；（首创）2、热超导陶瓷涂层热导率为：6-15W/m/K；（氧化层0.035W/m/K）3、热超导陶瓷涂层发射率稳定在：0.9-0.94之间。
（通常是0.5-0.7之间）4、许用温度200℃-1900℃。
技术水平1、通过中国电力企业联合会的电站锅炉耐高温及抗结渣热超导涂层技术评审证书；2、通过中石化加热炉安全节能科技成果鉴定；3、获得“热超导陶瓷涂层材料关键技术研发及应用推广”的科技查新报告；4、通过了江门市“热超导陶瓷涂层材料关键技术研发及应用推广”科技成果鉴定；5、获得2015年江门市“科技杯”创新创业大赛特等奖；6、获得第四届中国创新创业大赛（广东赛区）暨第三届“珠江天使杯”科技创新创业大赛新材料行业企业组二等奖；7、获得全国第四届创新创业大赛优秀企业。
典型案例应用单位：陕煤集团神木张家峁矿业有限公司节能改造情况：通过喷涂华材热超导陶瓷涂层来解决沾污结渣、高温腐蚀等问题，从而达到提高锅炉热效率、减少排放、节省能源的效果。
节能效果：根据西安节能服务中心《能源利用测试报告》，技改后热效率提高15.9%，节煤率为15.57%。
涂层使用保证期为3-5年。
浅谈超导现象及其应用
浅谈超导现象及其应用1911年的一天，在荷兰莱顿大学的物理实验室里，昂尼斯教授正在专心致志地研究水银的低温性能。
他先将水银冷却到-40℃，液体水银便凝固成一条水银线；然后，再在水银线中通以电流，并一步一步地降低水银的温度，当温度降低到-269.03℃，也就是绝对温度4.12K时，奇迹出现了：水银的电阻突然消失了，这意味着，电流在零电阻的导线中可以畅通无阻，不再消耗能量，如果电路是闭合的，电流就可以永无休止地流动下去。
有人做过这样的实验：将一个铅环冷却到绝对温度7.25K以下，用磁铁在铅环中感应生成几百安培的电流。
从1954年3月16日开始，在和外界隔绝的情况下，一直到1956年9月5日，铅环中的电流不仅仍在不停地循环流动且数值没有变化。
人们把这种零电阻现象称为超导现象。
凡具有超导性的物质称为超导体或超导材料。
无论哪一种超导体，只有当温度降到一定数值时，才会发生超导现象。
这个从正常电阻转变为零电阻的温度称为超导临界温度。
由于昂尼斯在超导方面的卓越贡献，他获得了1913年的诺贝尔物理学奖，在诺贝尔领奖演说中他指出：低温下金属电阻的消失“不是逐渐的，而是突然的”。
此后，人们陆续发现近30种单质和几千种合金及化合物都具有超导现象，而且超导临界温度的纪录不断地被打破。
例如，1975年，有人发现铌三锗的超导临界温度为23.2K.1986年，缪勒和柏诺兹发现钡镧铜氧化物的超导临界温度为35K，这个现象引起了科学家对氧化物高温超导陶瓷的高度重视。
1986年12月，中国科学院的赵忠贤、陈立泉研究组获得了起始转变温度为48.6K的锶镧氧化物。
1987年2月，美籍华裔科学家、美国休斯敦大学的朱经武教授获得了起始转变温度为90K的高温超导陶瓷。
1988年，中国科学院发现了超导临界温度为120K的钛钡钙铜氧化物。
这些成就显示了我国高温超导材料的研究已经名列世界前茅。
超导现象的最直接、最诱人的应用是用超导体制造输电电缆，因为超导体的主要特性是零电阻。
超导陶瓷的原理与应用
超导陶瓷的原理与应用一、超导材料的概述超导材料是指在一定温度下具有零电阻和完全排斥外磁场的材料。
超导材料的发现和应用对于电磁学和电子学领域有着重要的意义。
超导材料可以分为低温超导材料和高温超导材料两大类。
本文主要介绍高温超导材料之一：超导陶瓷。
二、超导陶瓷的基本原理超导陶瓷是指以陶瓷材料为基体的超导材料。
它的基本原理可以用以下几点来解释：1.电子对的形成：在低温下，超导材料中的电子会形成“库珀对”，这是由于电子之间的相互作用导致的一种配对，其中一个电子处于自旋向上的状态，另一个电子处于自旋向下的状态。
这种配对使得电子在材料中的运动变得准确和有效。
2.零电阻：由于库珀对的存在，超导材料在超导状态下具有零电阻。
当电流流经超导材料时，电子的运动是无阻力的，从而减少了能量的损耗，电流得以无限制地流过。
3.完全排斥外磁场：在超导状态下，超导材料会将外磁场完全排斥出材料内部，这被称为“迈斯纳效应”。
这是因为外磁场会破坏库珀对的形成，从而破坏超导状态。
三、超导陶瓷的应用领域超导陶瓷凭借其优秀的超导特性，在许多领域得到了广泛的应用。
下面列举了几个主要的应用领域：1.磁共振成像（MRI）：超导材料常被用于大型医疗设备中，如磁共振成像仪。
超导材料的零电阻特性可确保强大的电流通过线圈，产生更强的磁场，从而提高成像的精度和质量。
2.加速器和储能环：超导陶瓷也被应用于粒子加速器和储能环中。
超导材料的高电流密度和零电阻特性使得加速器和储能环能够更高效地工作，并节约能源。
3.超导电缆：超导陶瓷可用于制造超导电缆，这种电缆能够传输更大的电流而不损耗能量。
超导电缆被广泛应用于高性能计算机、电力输电以及电力系统中。
4.超导磁体：超导陶瓷常被用于制造超导磁体，如超导磁体用于磁悬浮列车和核磁共振装置中。
超导磁体的高磁场强度和稳定性使得这些设备能够更好地工作。
5.磁 levitation：超导陶瓷的零电阻和完全排斥外磁场的特性使得其被应用于磁 levitation 技术中。
超导陶瓷的应用及原理
超导陶瓷的应用及原理1. 什么是超导陶瓷超导陶瓷是一种具有超导性的陶瓷材料。
超导性是一种物理现象，即某些材料在低温下电阻可以降到接近于零的状态。
超导陶瓷具有优异的导电性能，因此在许多领域有着广泛的应用。
2. 超导陶瓷的应用领域2.1 超导电缆超导电缆是超导陶瓷的一种主要应用方式。
由于超导陶瓷具有几乎零电阻的特性，可以在电流传输过程中减少能量损耗，提高能源利用效率。
超导电缆广泛应用于电力输送、磁悬浮列车、核磁共振成像等领域。
2.2 超导磁体超导陶瓷也可以用于制作超导磁体。
超导磁体具有强大的磁场产生能力，广泛应用于核磁共振成像、高能物理实验、磁悬浮技术等领域。
由于超导磁体的性能非常敏感于温度，因此超导陶瓷在超导磁体的制作中起到了至关重要的作用。
2.3 超导电子元器件超导陶瓷也可以用于制作超导电子元器件，如超导量子干涉器、超导单光子探测器等。
这些器件具有超高灵敏度和超快速的响应特性，可以应用于量子计算、通信和传感等领域。
2.4 低温制冷由于超导陶瓷只在低温下才能表现出超导性，因此超导陶瓷也可以用于低温制冷。
超导陶瓷材料具有优异的传热性能，可以用于制作低温制冷设备，如超导磁体制冷系统。
这种制冷方式具有高效、低能耗的特点，对于一些低温应用领域具有重要意义。
3. 超导陶瓷的原理超导陶瓷的超导性是由其特殊的电子结构和晶体结构所决定的。
在超导陶瓷中，电子可以形成配对，而配对电子可以在晶格结构中无阻碍地移动，从而导致电阻降为零。
这种电子配对是由于超导陶瓷中存在特定的电子配对机制，如库珀对机制和费米面嵌套机制等。
超导陶瓷中的晶体结构也对其超导性起着重要影响。
超导陶瓷通常具有复杂的晶体结构，包含有利于电子配对的结构因子。
这些结构因子可以增强电子之间的相互作用，从而促进电子的配对和超导性的出现。
此外，超导陶瓷中的晶格缺陷、杂质掺杂等也会对超导性产生影响。
晶格缺陷可以提供电子局域态，有助于电子配对，而杂质掺杂可以改变超导材料的电子结构，提高超导临界温度等。
新型陶瓷的发展及应用
新型陶瓷的发展及应用陶瓷是一种由无机非金属材料制成的材料，具有高硬度、耐磨、绝缘性、耐腐蚀和高温稳定性等特点。
随着科技的进步和对材料性能需求的提升，新型陶瓷的研发和应用也得到了快速发展。
新型陶瓷的发展主要包括以下几个方面：一、功能陶瓷的研发：功能陶瓷是指具有特殊功能性能的陶瓷材料，如高温超导陶瓷、微波吸收陶瓷、磁性陶瓷、压电陶瓷等。
这些材料在电子、通信、能源、医疗等领域具有重要的应用价值。
例如，高温超导陶瓷在能源传输和储存领域具有极高的效率和密度，可以提高能源利用效率；压电陶瓷可以将机械能转化为电能，广泛应用于传感器、声波和超声波设备等。
二、结构陶瓷的研发：结构陶瓷是指用于承载和支撑的陶瓷材料，具有高强度、高刚性和低密度等特点。
这些材料在航空航天、汽车、机械等高性能制造领域有广泛的应用。
例如，氧化锆陶瓷在航空航天领域可以用于制造发动机零部件，因其高温稳定性和抗腐蚀性能优异；碳化硅陶瓷在汽车发动机零部件中具有优异的高温强度和耐磨性能。
三、生物陶瓷的研发：生物陶瓷是指用于医疗和生物工程领域的陶瓷材料，具有与人体组织相容性好、无毒、无刺激等特点。
这些材料在人工骨骼、牙科修复、人工关节等领域具有重要的应用价值。
例如，氧化锆陶瓷在牙科修复中可以用于制作高强度和美观的假牙，具有较好的生物相容性和抗氧化性能；氢氧基磷灰石陶瓷在人工骨骼中具有良好的成骨性能，可以加速骨骼的愈合和重建。
随着新型陶瓷的研发，其应用也得到了广泛的推广和应用：一、电子领域：新型陶瓷在电子领域有很多应用，如压电陶瓷在传感器、超声波设备和压电元件中的应用；铝氧化物陶瓷在电子元件中具有良好的绝缘性能和高温稳定性；铝钛酸钡陶瓷在微波器件中具有高压电常数和较低的介电损耗。
二、能源领域：新型陶瓷在能源领域具有重要的应用价值，如高温超导陶瓷在能源传输和储存中的应用；氧化锆陶瓷和碳化硅陶瓷在核能领域的应用；燃气轮机中的陶瓷复合材料在提高燃烧效率和降低污染物排放方面具有重要作用。
功能陶瓷
功能陶瓷浅析班级:Z090162 学号:Z09016206 姓名:张欢、医疗、环保、国防、航空航天等等，这就是所谓的新型陶瓷，也就是功能陶瓷，它们在各个领域发挥着举足轻重的作用。
正文功能陶瓷是在原料、制备工艺上区别于传统陶瓷的，功能陶瓷不仅具备传统陶瓷的优良特点，同时还开发了其在力、光、电、声、磁、化学等方面的性能。
常见的功能陶瓷有压电陶瓷、生物陶瓷、超导陶瓷、磁性陶瓷、化学陶瓷等。
1.压电陶瓷压电陶瓷是功能陶瓷中用途最广泛的一种功能陶瓷，据统计，压电陶瓷占整个功能陶瓷市场三分之一的份额。
由此可见其重要性。
压电陶瓷的制造特点是在直流电场下对铁电陶瓷进行极化处理，使之具有压电效应。
所谓压电效应是指某些介质在力的作用下，产生形变，引起介质表面带电，这是正压电效应。
反之，施加激励电场，介质将产生机械变形，称逆压电效应。
这种奇妙的效应已经被科学家应用在与人们生活密切相关的许多领域，以实现能量转换、传感、驱动、频率控制等功能。
压电陶瓷主要用于制造超声换能器、水声换能器、电声换能器、陶瓷滤波器、陶瓷变压器、陶瓷鉴频器、高压发生器、红外探测器、声表面波器件、电光器件、引燃引爆装置和压电陀螺等。
压电陶瓷具有敏感的特性，可以将极其微弱的机械振动转换成电信号，可用于声纳系统、气象探测、遥测环境保护、家用电器等。
地震是毁灭性的灾害，而且震源始于地壳深处，以前很难预测，使人类陷入了无计可施的尴尬境地。
压电陶瓷对外力的敏感使它甚至可以感应到十几米外飞虫拍打翅膀对空气的扰动，用它来制作压电地震仪，能精确地测出地震强度，指示出地震的方位和距离。
这不能不说是压电陶瓷的一大奇功。
压电陶瓷在电场作用下产生的形变量很小，最多不超过本身尺寸的千万分之一，别小看这微小的变化，基于这个原理制做的精确控制机构－－压电驱动器，对于精密仪器和机械的控制、微电子技术、生物工程等领域都是一大福音。
谐振器、滤波器等频率控制装置，是决定通信设备性能的关键器件，压电陶瓷在这方面具有明显的优越性。
超导陶瓷的发展趋势
超导陶瓷的发展趋势超导陶瓷是一种具有极低电阻和高临界温度超导性能的材料，具有重要的科学研究价值和广泛的应用前景。
超导陶瓷的发展趋势主要可以从以下几个方面来分析：首先，超导材料的临界温度提高是超导陶瓷发展的关键方向之一。
传统的超导材料如铜氧化物（例如YBa2Cu3O7）和铁基超导体（例如FeSe）的临界温度相对较低，限制了其在实际应用中的广泛使用。
因此，提高超导陶瓷的临界温度，特别是高温超导材料的研究和开发是当前的重要研究方向之一。
一些新型的超导材料，如钴基、镍基和镓铁高温超导体的发现，为进一步提高超导陶瓷的临界温度提供了新的思路和途径。
其次，提高超导陶瓷的制备工艺和性能也是发展的重要方向。
超导陶瓷的制备过程比较复杂，包括化学混合、烧结等多个步骤，对工艺的掌握和优化有着重要的影响。
因此，开展超导陶瓷的制备工艺研究，提高其制备效率和品质，对于推动超导陶瓷的发展具有重要意义。
同时，超导陶瓷在实际应用中的性能也需要进一步改善，如提高超导材料的超导电流密度和抗磁场能力等，以满足不同领域的需求。
第三，超导陶瓷在能源和电力领域的应用也是一个重要的发展方向。
超导电缆是超导材料的一种重要应用，能够实现低损耗输电和大容量传输。
因此，研究和开发高温超导陶瓷的电缆技术，推动其在电力输配、电机和变压器等领域的应用具有重要意义。
此外，超导陶瓷还可以用于制造高性能的超导磁体，如核磁共振设备、磁悬浮列车和磁能储存设备等，提高能源利用效率和节能减排。
最后，超导陶瓷的材料探索和理论研究也是未来发展的重要方向。
超导陶瓷材料是一个多元化的研究领域，包括物理、化学、材料科学等多个学科领域。
未来的研究应该注重材料的基础性质研究，如电子结构、磁性、电输运等，为超导陶瓷材料的应用提供深入的理论基础。
此外，超导现象的机理和本质仍然是一个悬而未决的科学问题，深入研究超导现象的起源和基本机制，对于进一步推动超导陶瓷的发展具有重要意义。
综上所述，超导陶瓷的发展趋势主要集中在提高临界温度、改善制备工艺和性能、推动在能源和电力领域的应用以及加强材料的探索和理论研究等方面。
超导材料特性与应用
功能材料概论——论超导材料特性与应用摘要：材料是一切技术发展的物质基础。
在功能材料中，超导材料具有优越的物理、化学性质，目前已被广泛接受和认同，具有良好的发展前景。
关键词：超导材料特性前景能源、信息和材料是现代文明的三大支柱，而材料又是一切技术发展的物质基础。
其中功能材料是新材料领域的核心，是国民经济、社会发展及国防建设的基础和先导。
功能材料是指那些具有优良的电学、磁学、光学、热学、声学、力学、化学、生物医学功能，特殊的物理、化学、生物学效应，能完成功能相互转化，主要用来制造各种功能元器件而被广泛应用于各类高科技领域的高新技术材料。
功能材料不仅对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用，还对我国相关传统产业的改造和升级，实现跨越式发展起着重要的促进作用。
功能材料种类繁多，用途广泛，正在形成一个规模宏大的高技术产业群，有着十分广阔的市场前景和极为重要的战略意义。
世界各国均十分重视功能材料的研发与应用，它已成为世界各国新材料研究发展的热点和重点，也是世界各国高技术发展中战略竞争的热点。
一、超导材料的发现1911年，荷兰物理学家翁奈在研究水银低温电阻时，首先发现了超导现象。
后来又陆续发现了一些金属、合金和化合物在低温时电阻也变为零，即具有超导现象。
物质在超低温下，失去电阻的性质称为超导电性，相应的具有这种性质的物质就称为超导体。
超导材料具有的优异特性使它从被发现之日起，就向人类展示了诱人的应用前景。
目前，超导材料已被广泛接受和认同，具有良好的发展前景。
二、超导材料的分类1、超导元素在常压下有28种元素具超导电性，其中铌（Nb）的Tc最高，为9.26K。
电工中实际应用的主要是铌和铅(Pb)，已用于制造超导交流电力电缆、高Q值谐振腔等。
2、合金材料超导元素加入某些其他元素作合金成分，可以使超导材料的全部性能提高。
如最先应用的铌锆合金(Nb-75Zr)，其Tc为10.8K，Hc为8.7特。
继后发展了铌钛合金，虽然Tc稍低了些，但Hc高得多，在给定磁场能承载更大电流。
磁性陶瓷及超导陶瓷
由外磁场H(宏观电流所产生的磁场)和物质内部由电子自旋产生的 附加磁场HD (分子电流或微观电流所产生的磁场)两部分组成。
B H HD H 4M (1 4 )H ' H
式中：0=1为自由空间(真空)的磁导率，真空中 = 0；’是材
二.硬磁铁氧体
硬磁铁氧体属于磁铅石型六方晶系，主要为钡铁氧体和
铝铁氧体。
三.用途：
主要的磁材料、高通滤波器、天线、线圈骨架、 半导体衬底、磁记录材料、磁致功能材料等等
7.4.5超导陶瓷
一.超导陶瓷的基本概念 每一种超导体都有表现其特征的临界温度Tc，当温度低于Tc时，
其电阻为零，并且保持不变。然而，若施加一个大于Hc的磁场， 则可使超导体失去超导性，回到正常状态。这里磁场Hc称为临界 磁场。 二.超导陶瓷材料
亚铁磁性与反铁磁
性很相似，然而由于两 个方向上的磁矩不相等， 导致净宏观磁矩，因而 在某特征温度下表现出 自发磁化。亚铁磁体的 宏观磁化性质与铁磁体 很相似，这类材料中最 重要的是磁性氧化物 (铁氧体)及MnSb、MnAs
等， 达102数量级。
B
BS Bm
Br
Hc
Hm H
典型的磁滞回线
磁滞效应
铁磁性和亚铁磁性材料在 外磁场作用下的宏观磁化，具 有不可逆性，也即具有磁滞效 应。磁化曲线(磁滞回线)中， 端点对应的磁场和磁感应强度 为最大磁场Hm和最大磁感应强 度Bm，横坐标交点Hc是矫顽 力，纵坐标交点Br是剩余磁感 应强度。饱和磁滞回线在纵坐 标上最高点BS是饱和磁化强度。
主要材料体系： 主要成分： 氧化物、磷化物、堇青石 、磷青 石；等生物相容性材料
超导陶瓷材料的研究与应用
超导陶瓷材料的研究与应用第一章前言超导陶瓷材料是一种独特的材料，它的超导性能能够极大的推动科学技术的发展。
随着超导陶瓷材料的研究逐渐成熟，越来越多的应用领域开始将其应用于实际生产中。
本文将从超导陶瓷材料的基本原理出发，介绍其在不同领域的应用，以及未来发展前景。
通过深入理解超导陶瓷材料的优缺点，为各行各业提供更为全面的选择。
第二章超导陶瓷材料的基本原理超导陶瓷材料是指在某些条件下，电阻为零的独特材料。
这种特殊的电学性能是由于超导电子的出现而引起的。
由于降温能够降低材料内部的电子热运动，当温度降至一定程度以下时，电子间的运动能够变得高度有序，从而形成超导电流。
目前已知的超导陶瓷材料主要有氧化物、铜基和铁基超导材料。
其中氧化物超导材料是应用最为广泛的一种，主要表现为其具有高超导温度、高临界电流密度、高稳定性等优点。
第三章超导陶瓷材料在电力工业中的应用电力工业是超导陶瓷材料的主要应用领域之一。
传统的电力输配系统采用的是铜导线，由于铜导线的电阻会导致能量损失，改用高温超导导线，能够极大降低输配系统中的能量损失。
此外，超导编织导体和超导磁场储存都是电力工业中的重要应用。
第四章超导陶瓷材料在医疗领域中的应用超导陶瓷材料在医疗领域中的应用是基于它的特殊磁性和导电性能。
超导磁共振成像技术是医疗领域广泛应用的一种技术，它能够实现非侵入性的人体检测，并且能够提供更为准确的数据。
此外，超导磁能量转换器也是医疗领域中的一个重要应用。
第五章超导陶瓷材料在交通工业中的应用超导陶瓷材料在交通工业中的应用主要是利用其高磁场性质。
超导磁悬浮列车是最为典型的应用之一，在这种列车中，车辆通过吸引和排斥磁力的方式，实现了悬浮和移动。
除此之外，超导线圈也能够在交通控制系统中发挥重要的作用。
第六章超导陶瓷材料的发展前景在未来的发展中，超导陶瓷材料将会成为科技研究和应用的重点领域之一。
在材料的开发和研究方面，科学家们将进一步探究超导机理，开发出更多种类的超导材料，并改善其性能。
超导用材料的研究及其在新能源领域中的应用
超导用材料的研究及其在新能源领域中的应用随着人类对电能的需求不断增加，寻找高效、节能、环保的新能源已成为当今世界各国共同面临的重大挑战。
而超导技术作为一种具有极高能源效率的能源转换与利用方式，已经成为新能源领域的一个重要研究方向。
超导材料作为超导技术的基础，其性能的提高和研究成果对于超导应用的发展至关重要。
本文将介绍超导用材料研究的意义和进展，并探讨其在新能源领域中的应用前景。
一、超导用材料研究的意义超导技术是指一种在超导状态下将电能转化为其他形式能量（如磁场能、动能等）的技术。
超导材料作为超导技术的基础，其性能的提高直接决定了超导技术的可行性和应用范围。
目前，随着超导研究的不断发展和深入，新型超导材料的开发成为了超导研究中的一个重要方向。
超导材料的研究有助于揭开超导现象的本质、探究物质的量子特性，同时也对制备高性能材料、研究物质的物理、化学、结构等领域起着推动作用。
因此，超导材料的研究不仅有理论上的意义，更具有极其重要的实际意义。
二、超导用材料的研究进展超导现象自于1911 年荷兰物理学家莱顿和荷兰学生卡末隆德在实验中发现，在极低温度下某些材料的电阻会变成 0。
这种现象被称为“超导现象”。
目前，超导材料发展经历了超导合金、高温超导陶瓷、非晶超导体和铁基高温超导体等多个阶段。
在超导材料的开发过程中，高温超导陶瓷材料是一个重要的突破口。
1986 年，杜珀斯、格尔纳姆、康格得以发现一种高温超导陶瓷，这种高温超导材料的发现使超导材料研究的方向产生了重大变化。
高温超导陶瓷材料具有较高的临界温度、较大的超导电流密度和较强的超导性能等特点，是一种非常重要的超导材料。
随着超导材料的研究不断深入，各种新型超导材料不断涌现。
在铁基高温超导体中，对其中心层的铁原子进行控制和调控可以提高材料的性能。
此外，基于同样采用图像识别技术的杂质设计方法也可以用于优化铁基超导材料中碱金属离子的掺杂。
这些方法的发展，为新型铁基高温超导材料的制备和优化提供了有力的技术支持和理论指导。
YBCO超导体的发展及应用
YBCO超导体的发展及应用材料与工程学院金材101 霍永登 10430113摘要：本文简述了YBCO高温超导体的基本性能，探讨了YBCO高温超导体的传统制备方法以及目前较为新型的制备方法，根据YBCO高温超导体材料的基本性能研究了其在磁体和电力方面的广泛应用，同时还对YBCO高温超导体材料的发展前景进行了简单介绍。
关键词：超导体；制备方法；研究现状0、引言超导现象是在19世纪最早出现的[1]，随着科学家的不断研究与探索，高温超导体在各个领域里的应用越来越受到人们的重视，对其超导性、制备方法以及应用前景的研究，已经成为科学家们关注的问题之一。
现以钇系中的YBCO高温超导体为一个典型的代表，对YBCO高温超导体的性能、制备方法、应用及发展前景进行研究，从而对高温超导材料有一个更加全面的了解与认识，以此促进高温超导材料在今后的研究，使其在各个领域得到更加广泛的发展与应用。
一、高温超导材料的发展历史1911年，荷兰莱顿大学的卡末林·昂尼斯意外地发现，将汞冷却到-268.98°C时，汞的电阻突然消失（图1）；后来他又发现许多金属和合金都具有与上述汞相类似的低温下失去电阻的特性，由于它的特殊导电性能，卡末林·昂尼斯称之为超导态，他也因此获得了1913年诺贝尔奖。
图1 汞的零电阻效应[2]1933年，荷兰的迈斯纳和奥森菲尔德共同发现了超导体的另一个极为重要的性质，当金属处在超导状态时，这一超导体内的磁感应强度为零，却把原来存在于体内的磁场排挤出去。
对单晶锡球进行实验发现：锡球过渡到超导状态时，锡球周围的磁场突然发生变化，磁力线似乎一下子被排斥到超导体之外去了，人们将这种现象称之为“迈斯纳效应”（图2）。
图2 迈斯纳效应[3]自卡麦林·昂尼斯发现汞在4.2K附近的超导电性以来，人们发现的新超导材料几乎遍布整个元素周期表，从轻元素硼、锂到过渡重金属铀系列等。
超导材料的最初研究多集中在元素、合金、过渡金属碳化物和氮化物等方面。
热超导陶瓷涂层技术
热超导陶瓷涂层技术热超导陶瓷涂层技术是一种将超导材料应用于高温场景的技术。
热超导是指超导材料在高于其临界温度时仍然能表现出一定的超导性能。
所谓超导性能是指材料在低温下电阻为零，电流可以无阻碍地通过的特性。
热超导材料的发现和应用对于现代电力输配以及电子科技领域具有重要意义。
热超导陶瓷涂层技术的核心是将超导材料应用于高温场景，而不再局限于低温环境。
传统的超导材料如铜氧化物和铁基超导体，需要在极低的温度下才能发挥超导性能，因此对设备的冷却要求非常高。
而热超导材料则具有更高的临界温度，可以在相对较高的温度下仍然保持超导性能，大大降低了实际应用过程中的制冷需求。
热超导陶瓷涂层技术的应用领域非常广泛。
首先是电力输配领域，热超导陶瓷涂层技术可以应用于电力输配设备，如超导电缆、超导变压器等，提高电力传输的效率和稳定性。
其次是电子科技领域，热超导陶瓷涂层技术可以应用于电子元件、集成电路等，提高设备性能和可靠性。
此外，热超导陶瓷涂层技术还可以应用于航空航天领域、能源领域等，为相关领域的技术发展提供支持。
热超导陶瓷涂层技术的关键是超导材料的制备和应用。
目前已经发现的高温超导材料主要有铜氧化物系列和铁基超导体系列。
铜氧化物系列是最早被发现超导的高温超导材料，具有较高的临界温度和临界磁场。
铁基超导体系列是近年来新发现的高温超导材料，具有更高的临界温度和更好的机械稳定性。
超导材料的制备主要通过化学合成的方法。
热超导陶瓷涂层技术的关键是将超导材料制备成涂层，并应用于相应的器件中。
制备涂层可以通过物理气相沉积法、溶胶-凝胶法、激光热解法等多种方法实现。
在制备过程中，需要注意超导材料的化学纯度、晶体结构和平均晶粒尺寸等因素，以确保涂层的超导性能和稳定性。
热超导陶瓷涂层技术的发展面临一些挑战和难题。
首先是超导材料的制备和性能稳定性，目前高温超导材料的制备仍然面临一定的技术难题，制备的超导涂层容易受到杂质和缺陷的影响，导致超导性能的下降。
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上海磁悬浮列车
超导磁浮列车横截面
超导磁浮列车纵截面
（2）超导电磁性推进器和空间推进系统。例如船舶电磁 推进装置。其推进原理是：在船体内部，安装一个超导 磁体，在海水中产生强大的磁场。同时，在船体侧面放 一电极，在海水中产生了强大的电流。在船尾后的海水 中，磁力线和电流发生交互作用，海水在后面对船体产 生了强大的推动力
超导陶瓷
一、超导体 二、超导陶瓷的定义及特性 三、超导陶瓷的分类及发展 四、超导陶瓷的工艺流程 五、超导陶瓷的应用 六、超导陶瓷的发展趋势
一、超导体
一般材料在温度接近绝对零度的 时候，物体分子热运动几乎消失， 材料的电阻趋近于0，此时称为超导 体，达到超导的温度称为临界温度
荷兰科学家卡末林—昂内斯
在 900~950 摄 氏 度下的氧气氛围 中煅烧12h
球磨粉碎 加压成型
持续在氧气 氛围中冷却 至室温
氧气氛围中急 剧冷却至750 摄氏度
在900~1000摄 氏度下的氧气 氛围中烧结
注意事项：
1、原料的选择。 氧化物或碳酸盐（纯、细）， 并按123相配比 第一次合成后，磨细的介质必须用无水乙醇
位于合肥的全超导非圆截面核聚变实验装置（ＥＡＳＴ
6 、在电子工程方面 （1）利用超导体的性质（如约瑟夫逊效应）提高电 子计算机的运算速度和缩小体积
量子计算机处理器
鋁質散熱片中心包有一根銅柱（超導銅芯）
2）制成超导体的器件，如超导，超导量子干涉器， 超导场效应晶管，超导磁通量子器件等。此外，用YBa-Cu-O系超导做成的天线和发射机，其灵敏度是同 样尺寸铜天线的十几倍。实验表明，高温超导应用于 超高频可作毫米波通信，具有很宽的频带和很高的灵 敏度，卫星系统可能只需几英寸直径的超导天线，电 视画面也将更清晰
根据临界温度的不同，超导材料可以被分为：高温 超导材料和低温超导材料。
超 导 体
迈斯纳效应
超导现象
高温超导体
高温超导体是超导物质中的一 种族类，具有一般的结构特征以及 相对上适度间隔的铜氧化物平面。 它们也被称作铜氧化物超导体。高 温超导体并不是大多数人认为的几 百几千的高温，只是相对原来超导 所需的超低温高许多的温度，不过 铁基超导体 也有零下几百多摄氏度。而在人类所研究的超导中 温度算提高非常多，所以称之为高温超导体。
超导陶瓷加热棒
超导量子干涉仪(SQUID)
超导传感器
六、超导陶瓷的发展趋势
由于超导陶瓷材料在使用条件下有一定的局限性，所以现在主 要的任务就要在一般环境下也可以使用，使材料在接近室温的条件 下就可以体现出超导性质。 在价格方面，超导陶瓷材料比一般的陶瓷材料要高一些，所 以未来的发展道路上应尽量减少原料的成本，使成品价格比较低 廉。 随着更多超导陶瓷的发现，超导陶瓷已经在日常生活和科研中 扮演着不可替代的角色，它们被有效用作电子和工程材料，供人们 创造新产品和新工艺。对于许多基本的和高技术的器件和设备来说， 高性能的材料只占不到10%的成本，然而它们却是决定因素，往往 会限制整个技术的发展速度。于是，如美国、日本等经济强国、科 技大国争相研发新型超导陶瓷，使之趋于商品化、市场化。而中国 等发展中国家也积极从国外引进技术，将超导陶瓷的研发纳入科技 发展的项目。相信这一技术的发展会极大的促进人类的进步，无论 是经济，还是科技，都将会迎来巨大的变革。
大和一号
超导电磁推进的舰艇
3、 在选矿和顺磁性，可以利用超导体来进 行选矿和 探矿等
4 、在环保和医药方面
（1）在环保方面可以利用超导体对造纸厂、石油化工厂等的废水进行 净化处理
节能环保超导暖气片
废水处理
（2）在医药卫生方面，生物体大都具有抗磁性，可以利用 超导体作废水处理，以去除细菌、病毒、重金属等毒物。 医学上可把磁分离用于将红血球从血浆中分离出。
四、新型陶瓷分类
目前，新型陶瓷分成两大类，即结构陶瓷和 功能陶瓷 前者主要用其机械功能、热功能和部分化学 功能，后者主要用其电、光、磁、化学和生物 体特性。 新型陶瓷往往具备多功能性，如ZrO2陶瓷在 用其高温高强特性时是结构陶瓷，在利用其氧 传感特性时是功能陶瓷。
Thank you!
四、超导陶瓷的工艺流程
制备方法：
a.固相法：含直接加工粉末法、护套法、粘接剂法 （固相反应，扩散析出） b.液相法：熔融体急冷法、溶媒法、有机酸盐法、 溶胶法（即将粉末溶入媒中） c.气相法：含溅射法（需薄膜优异，蒸镀缓慢） 化学蒸镀法（速度快）
Y-Ba-Cu-O系超导陶瓷的制备
将材料物质（Y2O3， BaCO3和CuO）称量、 烘干、混合、粉碎
高温超导体包括四大类：90K的稀土系，110K的铋系，125K的铊系，和135K的汞系
二、超导陶瓷的定义及特性
定义： 超导陶瓷是指具有超导特性的陶瓷材料，与其他 超导体的性质一样，超导陶瓷在完全导电性下电阻 为零，处于外界磁场中完全抗磁。它是功能陶瓷的 杰出代表。
特性：
超导材料和常规导电材料的性能有很大的不同。 主要有以下性能： ①零电阻性：超导材料处于超导态时电阻为零，能够无损 耗地传输电能。如果用磁场在超导环中引发感生电流，这一电流 可以毫不衰减地维持下去。这种“持续电流”已多次在实验中观 察到。 ②完全抗磁性：超导材料处于超导态时，只要外加磁场不超过一 定值，磁力线不能透入，超导材料内的磁场恒为零。 ③约瑟夫森效应：两超导材料之间有一薄绝缘层（厚度约1nm） 而形成低电阻连接时，会有电子对穿过绝缘层形成电流，而绝缘 层两侧没有电压，即绝缘层也成了超导体。当电流超过一定值后， 绝缘层两侧出现电压U（也可加一电压U），同时，直流电流变 成高频交流电，并向外辐射电磁波，其频率为，其中h为普朗克 常数，e为电子电荷。这些特性构成了超导材料在科学技术领域 越来越引人注目的各类应用的依据。
医学上的超导陶瓷材料
西门子超导Avanto 1.5T高端磁共振扫描仪
5、在高能核实验和热核聚变方面
1）利用超导体的强磁 场，使粒子加速以获得 高能粒子，以及利用超 导体制造探测粒子运动 径迹的仪器。 （2）使用大体积高强 度超导磁体，可以用于 约束带电粒子的活动范 围。比如受控核聚变研 究产生的极端高温的体 就是用超导磁场约束在 磁笼中。
高温超导线圈
（3）超导发电机。由于超导陶瓷的电阻为零，因而没有 热损耗，可以制造大容量、高效率的超导发电机及磁流 体发电机等。
超導發電機，擁有兩萬千瓦的功率
德国重型鱼雷电子换向高速永磁电机
单机容量可达到二千万千瓦
2 、在交通运输方面
（1）制造超导磁悬浮列车由于超导 陶瓷的强抗磁性，磁悬浮列车没有 车轮，靠磁力在铁轨上“漂浮”滑 行，它是利用超导磁体和路基导体 中感应涡流之间的磁性排斥力把列 车悬浮起来，具有速度高，运行平 稳，无噪声，安全可靠等特点。
三、超导陶瓷的分类及发展 分类： 按晶体结构 B-1、NaCl尖晶石、钙钛矿尖晶石、青铜 按超导理论 BCS理论物质 非BCS理论物质
超导陶瓷的发展:
1973 年，人们发现了超导合金――铌锗合金，其临界超 导 温 度 为 23.2K 。 1986 年 ， 设 在 瑞 士 苏 黎 世 的 美 国 IBM 公司的研究中心报道了一种氧化物（镧－钡－铜－ 氧）具有35K 的高温超导性，打破了传统“氧化物陶瓷 是绝缘体”的观念，引起世界科学界的轰动。1986 年底， 美国贝尔实验室研究的氧化物超导材料，其临界超导温度 达到40K，液氢的“温度壁垒”（40K）被跨越。1987 年2 月，美国华裔科学家朱经武和中国科学家赵忠贤相继 在钇－钡－铜－氧系材料上把临界超导温度提高到90K 以上，液氮的禁区（77K）也奇迹般地被突破了。1987 年底，铊－钡－钙－铜－氧系材料又把临界超导温度的记 录提高到125K。
2、条件的控制。
快速冷却至室温 ；氧气流（0.3L/min ）
3、烧结制度。
改善粉体的特性；选择适当的烧结制度
Bi-Sr-Cu-O系超导陶瓷的制备
该系不含稀土元素，制备容易，且稳定性好。原料按 Bi:Sr:Ca:Cu=1:1:1:2，简称（1112）。将原料充分干 燥后，按此比例配料，经充分混合磨细后放入氧化铝 坩埚中，在电炉中800~820摄氏度下合成4~10h，合成 气氛是空气或氧气。Bi2O3的熔点是860摄氏度，所以 合成温度不可过高，合成时间长短应根据合成反应是 否充分来决定。生成物外观颜色呈黑色，将其充分研 磨细化后在2MPa气压下成型，然后将成相片放入管 式内烧成，烧成温度为780~880摄氏度，保温时间为 4~6小时，炉内气氛为空气或氧气。冷却是采用断电在 炉内自然冷却或将试片取出在空气中快速冷却。
五、超导陶瓷的应用 1 、在电力系统方面 （1）输配电。根据超导陶 瓷的零电阻的特性，可以无 损耗地远距离的输送极大的 电流和功率。
3芯外护套超导电缆
高温超导非晶合金铁心变压器
（2）超导线圈。能制成超导储能线圈，用其制成的储 能设备可以长期无损耗地储存能量，而且直接储存电磁 能
超 导 储 能 装 置