材料物理基础ppt

超导扫雷具工作原理：模拟舰 船磁场特性，采用两根大电流电缆 在海水中形成电极，并与海水组成 闭合电路产生磁场，从而得以将磁 水雷引爆。
超导体及其超导性
超导体的应用
2.6超导体在科学工程和实验室中的应用 科学工程和实验室是超导体应用的一个重要方面，包括高能 加速器、核聚变装置等。 高能加速器用来加速粒子产生人 工核反应以研究物质内部结构，是基 本粒子物理学研究的主要设备。 核聚变装置是人们长期以来梦醒 解决能源问题的一个重要方向，其途 径是将氘和氚加热后，使原子和弥散 的电子成为一种等离子状态，并且在 将这种高温等离子体约束在适当空间 内的条件下，原子核就能够越过电子 的排斥而互相碰撞产生核聚变反应。 在这些应用中，超导磁体是高能加速 器和核聚变装置不可缺少的关键部件。
超导导线(含2120根 微米直径之铌钛合 金纤维)
超导体及其超导性
超导体的应用
2.2在交通运输方面的应用 运用超导体产生的强磁场可以研制成磁悬浮列车，车辆不受地面阻力的影 响，可高速运行，车辆达500km/h以上，若让超导磁悬浮列车在真空中运 行，车速可达1600km/h，利用超导体制成无摩擦轴承，用于发射火箭，可 将发射速度提高3倍以上。
(1)根据材料对于磁场的响应
(2)根据解释理论:传统超导体和非传统超导体
(3)根据临界温度：高温超导体(临界温度高于液氮温度(大于77K))和低温超 导体(临界温度低于液氮温度(小于77K)) (4)根据材料类型：元素超导体（如铅和水银）、合金超导体（如铌钛合 金）、氧化物超导体（如钇钡铜氧化物）、有机超导体（如碳纳米管）
超导体的分类
第二类超导体
理想第二类超导 体：在混合态中， 超导体内有磁通 线存在，在磁通 线周围有涡旋电 流流动，当磁通 线均匀排列时这 些涡流电流彼此 抵消，使得体内 无电流通过，不 具有高临界电流 密度 非理想第二类超导 体：晶体结构出现 缺陷，磁通线在超 导体内分布不均匀， 体内的涡流电流不 能完全抵消，体内 出现电流，具有高 临界电流密度
超导体及其超导性
超导体的应用
2.3在电子工程方面的应用 用超导体制成各种仪器，具有灵敏度高、噪声低、反应快、损耗小 等特点，如用超导量子干涉仪可确定地热、石油、各种矿藏的位置 和储量，并可用于地震预报。
超导量子干涉仪
超导体及其超导性
超导体的应用
2.4在生物医疗方面的应用 超导磁体在医学上的重要应用是核磁共振成像技术，可分辨 早期肿瘤癌细胞等，还可做心电图，脑电图，肺磁图，研究 气功原理等。 核磁共振的基本原理： 将人体置于特殊的磁场中， 用无线电射频脉冲激发人体 内氢原子核，引起氢原子核 共振，并吸收能量。在停止 射频脉冲后，氢原子核按特 定频率发出射电信号，并将 吸收的能量释放出来，被体 外的接受器收录，经电子计 算机处理获得图像，这就是 核磁共振成像。
超导体及其超导性
超导体的应用
磁悬浮列车运行的 动力，来自地面导轨中 排列的线圈和车身 之间 产生的磁力。由于磁极 之间同性相斥、异性相 吸，产生了向前的驱动 力。 通过电流方向的 改 变，使地面导轨中线圈 呈现的极性改变，从而 不断的产生使列车前进 的动力。 通过调节电流的大 小，便可以控制列车驱 动力的大小，这样，列 车运行的速度就可以自 如的控制了。
超导体及其超导性
超导体的应用
2.5超导体在军事上的应用
超导体在军事上有着非常广泛的应用前景，随着超导技术的日益成熟， 有朝一日海军潜艇的设计会发生根本 性的变革，出现比今天的潜艇要先 进的多的超导潜艇。外形尺寸可能今天潜艇的一半，但所装备的数量将 增加一倍，航速将会提高。 (a)超导粒子束武器和自由电子激光器 (b)超导电磁炮 (c)超导电磁推进系统和超导陀螺仪
弹塑性力学
请老师和同学们批评指正！
超导体及其超导性
超导体的分类
1.超导体的分类
在常压下具有超导电性的元素金属有32种(如图中青色方框 所示)，而在高压下具有超导电性的元素金属有14种(如图中 绿色方框所示)
超导体及其超导性
超导体的分类
第一类超导体
第一类超导体主要包括 一些在常温下具有良好 导电性的纯金属，如铝、 锌、镓、锡等，这类超 导体的熔点低、质地软， 又被称为“超软导体”。 特征：由正常态过渡到 超导态时没有中间态， 具有完全抗磁性 临界电流密度和临界磁 场较低，因而没有很好 的实用价值
超导体及其超导性
超导体的分类
第二类超导体
(1)第二类超导体由正 常态转变为超导态时 有一个中间态，具有 HC1，HC2两个临界磁 场 (2)第二类超导体的 混合态中有磁通线存 在，而第一类超导体 没有 (3)第二类超导体比第 一类超导体有更高的 临界磁场，更大的临 界电流密度和更高的 临界温度
超导体及其超导性
磁悬浮列车运动原理
其原理是运用磁铁“同性相斥，异性相吸” 的性质，使磁铁具有抗拒地心引力的能力，即 “磁性悬浮”。 列车下部装上超导线圈，在地面上排列铝 制线圈，当超导线圈通有电流且列车启动后， 由于电磁感应效应，地面线圈产生的磁场极性 与列车上的电磁极性总是保持相同，从而地面 线圈与超导线圈之间一直存在排斥力，使得列 车悬浮在铁轨上。只需维持超导线圈中超导材 料处于超导态温度的能源，而无需牵引列车的 能源，故节约了能源
主讲人：罗兵兵
材料物理基础
1 何为第一类超导体？何为第二类超导体？
2 超导体有何应用？
超导体及其超导性
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录
1、超导体的分类 2、超导体的应用
超导体及其超导性
超导体的分类
1.超导体的分类
超导体的分类方法有以下几种：
第一类超导体：只存在单一的临界磁 场强度Hc 第二类超导体：存在两个临界磁场强度 值Hc1，Hc2
超导体及其超导性
超导体的应用
2.7超导体在农业方面的应用 农作物种子由于其富含蛋白 质和有机酶，在强磁场作用下， 能够影响种子的萌发、苗期生长、 作物产量和品质、遗传特征等。 一般而言，磁场强度和磁场作 用时间对农作物种子的影响比 较大，其作用机制是：磁场 基因 酶 代谢 结 构与功能。 实验研究的结果表明，经 过强磁场作用的农作物种子， 其最终产量将能够提高5-10%
因非理想第二类超导体提高了临界电流值，而使得其真正适用于实际 应用，随着第二类超导体认识的深入，超导应用的序幕也拉开了。
超导体及其超导性
超导体的应用
2.超导体的应用
超导体的应用十分广泛，涉及输电、电机、交通运输、微电子和 电子计算机、生物工程、医疗、军事等领域，还可研制出军民兼用 的“双重”产品，可以获得极大的社会效益和军事效益。 2.1在电力工程方面的应用 超导体的无电阻显示其具有无损耗输电的性质， 因而可以节省大量的能源；用超导线圈储存能量在 军事上有重大应用，超导线圈用于发电机和电动机 可以大大提高工作效率、降低损耗，从而导致电工 领域的重大变革。