超导材料发展现状与展望

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中国超导材料及应用发展战略现状

中国超导材料及应用发展战略现状

中国超导材料及应用发展战略现状超导材料是一种具有极低电阻和极强磁场排斥性的特殊材料,其在能源、交通、医疗等领域的应用前景巨大。

中国多年来一直在超导材料及应用方面投入了大量资金和人力资源,取得了显著的研究成果。

下面将详细介绍中国超导材料及应用发展的战略现状。

一、超导材料研究的重点中国超导材料研究的重点主要集中在以下几个方面:1.基础研究:包括超导材料的合成与处理技术、物性与性能研究等。

中国的科研机构和高校在这方面进行了大量的实验研究,探索超导材料的结构与性能之间的关系,完善超导材料的制备工艺。

2.材料设计与优化:通过计算模拟和实验研究,针对特定应用需求,设计和优化超导材料的组分和结构,以提高其性能和可用温度范围。

这方面的研究对于超导材料的应用具有重要意义。

3.多功能性和复合材料:除了提高超导材料的临界温度和超导电流密度外,中国的研究机构也致力于开发多功能性和复合材料。

通过掺杂添加、表面改性等手段,提高材料的力学、热学等性能,实现材料的多功能化。

二、应用领域的发展战略中国对超导材料的应用领域进行了明确的战略规划,重点包括以下几个方面:1.能源领域:超导材料在能源领域有着巨大的应用潜力,尤其是在电力输送和储存方面。

中国通过研制超导电缆和超导磁能储存装置等,推动超导技术在电力系统中的应用,提高电网的传输效率和稳定性。

2.交通领域:超导磁悬浮技术是超导材料在交通领域的一大应用方向。

中国在磁悬浮列车的研发和应用方面投入了大量资源,并取得了很多重要突破。

磁悬浮列车由于具有高速、低噪音、环保等特点,被认为是未来城市交通的发展方向。

3.医疗领域:超导材料在医疗领域的应用主要集中在磁共振成像(MRI)领域。

中国在MRI技术的研发和产业化方面取得了很大的进展,成为全球重要的MRI设备生产和出口国家。

4.科学研究领域:在科学研究领域,超导材料应用得到广泛推广。

中国的研究机构和高校利用超导材料的特殊性能,开展了许多前沿科学研究,如高能物理实验、低温物理研究等。

超导材料的研究现状与发展方向

超导材料的研究现状与发展方向

超导材料的研究现状与发展方向超导材料是一种在低温下表现出超导性质的材料。

其低电阻和磁通等革命性的特性已在许多重要应用领域得到广泛应用,例如医疗诊断、磁共振成像、电力输送和储存等。

1. 超导材料的研究历程超导材料的研究始于1911年,当时荷兰物理学家海根·昂内斯发现,将金属铅降温至低于7.2K时,它的电阻会突然消失。

随后,许多研究者开始研究这一特性并发现了大量其他超导材料。

特别是在1986年,获得诺贝尔奖的美国物理学家阿历克斯·穆勒和乔治·贝德纳发现了一种新型超导材料——铜氧化物,并引领了研究实验室的全新方向。

2. 超导材料的分类超导材料可以基于其超导性质被分为两大类:第一种是零阻抗超导材料,包括铅、铝、银等传统超导材料。

这些材料对外磁场的响应较弱,因为它们具有相对较小的超导能隙和磁通捕获能力。

但是,在恒定电流下,它们的表现非常稳定。

第二种是高温超导材料,包括铜氧化物、铁基超导材料等。

这些材料的超导温度比传统超导材料要高得多,一些铁基超导材料的临界温度已高达203K(约-70℃),因此它们具有更大的潜力和应用前景。

3. 超导材料的研究重点对高温超导材料的研究重点是通过优化杂质、制备条件和晶体结构等方式来提高其临界温度并实现高温超导材料的量产。

目前,高温超导材料的研究重点集中在两个方面:第一个方面是更好地理解物质的电子机制和超导机制;第二个方面是开发新型材料,并在超导材料的表面和界面处优化它们的电子和磁性质。

4. 超导材料的应用虽然超导材料还存在制备成本高、工艺渐进和操作温度低等问题,但是由于其在医疗、电力、电子等领域具有出色的性能和前景,超导材料被广泛应用且正在不断扩大。

超导材料已用于MRI医疗、电力输送和储存、控制系统和物理学等领域,在太赫兹频段中可能使用超导材料制造滤波器和混频器,并用于红外探测、通信和雷达等领域的设备的设计。

总结一下,超导材料已经有过百年的发展历程并逐渐成为世界各国关注和支持的研究方向。

超导材料应用和未来发展

超导材料应用和未来发展

超导材料应用和未来发展超导材料是一类在低温下表现出无电阻的特殊材料。

自从超导现象首次被发现以来,人们对超导材料的研究和应用一直不断发展,并取得了许多重要的成果。

超导材料在能源、医学、通信和传输等领域有着广泛的应用前景。

本文将介绍超导材料的应用和未来发展趋势。

一、能源领域应用超导材料在能源领域的应用主要包括高效能量传输和储存。

由于超导材料的零电阻特性,电流可以以极高的密度通过超导体,从而实现高效的能量传输。

目前,超导电缆已经被广泛用于电力系统的输电和配电,大大提高了能源的传输效率。

此外,超导磁体也广泛应用于核磁共振成像(MRI)和磁约束聚变等设备中,提供了高磁场和高精度的磁场,有助于提高设备的性能和精度。

二、医学领域应用超导材料在医学领域的应用主要体现在核磁共振成像(MRI)技术中。

MRI技术是一种无创的、无辐射的医学成像技术,能够对人体内部的结构和功能进行准确的检测。

超导磁体作为MRI设备的核心部件,能够提供强大的磁场,使得医生可以更精确地观察患者的内部组织和器官,有助于提高疾病的诊断和治疗效果。

随着超导材料的不断进步和发展,MRI设备的分辨率和灵敏度不断提高,有望推动医学诊断领域的进一步发展。

三、通信与传输领域应用超导材料在通信和传输领域的应用主要体现在微波器件和超导滤波器上。

超导微波器件具有低噪声、高灵敏度和宽带特性,被广泛应用于卫星通信、雷达系统等领域。

超导滤波器则具有高度的选择性和低损耗,可以有效地滤除传输信号中的杂散干扰和噪声,提高通信信号的质量。

这对于如今日益拥挤的通信频段和广泛的通信网络来说,非常重要。

四、超导材料的未来发展虽然超导材料已经在几个领域取得了重要的应用,但它仍然面临一些挑战。

首先,超导材料的制备成本较高,限制了其大规模应用。

其次,超导材料需要极低的温度才能发挥超导性能,这也限制了其在某些领域的应用。

因此,未来的研究应该集中在开发制备更便宜、易操作且在较高温度下表现出超导性能的材料。

超导材料未来应用前瞻

超导材料未来应用前瞻

超导材料未来应用前瞻超导材料是一种在极低温下表现出无电阻和完全抗磁性的材料,具有巨大的应用潜力。

随着科学技术的不断发展,超导材料在多个领域的应用前景越来越广阔。

本文将从超导材料在能源、交通、医疗、通信等领域的应用前景进行展望,探讨超导材料未来的发展方向和挑战。

一、能源领域在能源领域,超导材料被广泛应用于超导磁体领域。

超导磁体具有强大的磁场产生能力,可以用于核磁共振成像、磁浮列车、磁levitation 等领域。

未来,随着超导材料性能的不断提升和制备工艺的改进,超导磁体将在核聚变、磁约束聚变等领域发挥更大作用,为清洁能源的发展提供重要支持。

二、交通领域在交通领域,超导材料被应用于磁悬浮列车、超导电动汽车等领域。

磁悬浮列车以其高速、低能耗、无污染等优点备受关注,而超导材料的应用可以提高磁悬浮列车的运行效率和安全性。

未来,随着超导材料性能的进一步提升,超导磁悬浮技术将在城市交通中得到更广泛的应用,为交通运输带来革命性的变革。

三、医疗领域在医疗领域,超导材料被应用于核磁共振成像(MRI)等医疗设备中。

MRI技术以其无创、高分辨率的特点在医学诊断中得到广泛应用,而超导材料的应用可以提高MRI设备的性能和稳定性。

未来,随着超导材料制备工艺的改进和成本的降低,超导材料将在医疗影像诊断、磁共振治疗等领域发挥更大作用,为医疗健康事业带来新的突破。

四、通信领域在通信领域,超导材料被应用于微波器件、滤波器等领域。

超导微波器件具有低损耗、高灵敏度等优点,可以提高通信系统的性能和稳定性。

未来,随着超导材料在微波频段的应用不断深入,超导技术将在通信领域发挥更大的作用,为通信网络的建设和发展提供重要支持。

总的来说,超导材料具有广阔的应用前景,未来将在能源、交通、医疗、通信等多个领域发挥重要作用。

然而,超导材料的制备成本高、工艺复杂、运行温度低等问题仍然是制约其应用的关键因素。

因此,未来的研究方向应该集中在提高超导材料的性能、降低制备成本、拓展应用领域等方面,以推动超导材料在各个领域的广泛应用,实现超导技术的产业化和商业化。

强电用超导材料的发展现状与展望

强电用超导材料的发展现状与展望

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超导材料的研究现状与发展趋势

超导材料的研究现状与发展趋势

超导材料的研究现状与发展趋势随着科学技术的不断进步,我们对物质的了解和掌握也日益深入。

超导材料就是近年来备受关注的一种材料。

它有许多与众不同的性质和应用,如零电阻、磁悬浮和强磁体等。

本文将探讨超导材料的研究现状和发展趋势。

一、超导材料概述超导材料是指在低温下电阻为零的材料,它们是一类独特的材料。

超导现象的发现可以追溯到1911年荷兰物理学家海克·卡迈伦林纳,他在实验中观察到铅金属在低温下的电阻迅速降低,直至消失。

经过半个多世纪的发展,超导材料得到了越来越广泛的应用。

超导材料的特点是具有理想的电导。

当材料的温度低于临界温度时,电阻将迅速降至零,并且磁场对材料的影响很小。

此外,它们也具有很好的磁效应和热效应,因此在磁悬浮、磁共振成像、强磁场研究等领域具有广泛的应用。

二、超导材料的分类根据材料的特性和物理机制,超导材料可以分为以下几类:1. 典型超导材料:如银碲化银和铋的超导材料,其临界温度通常很低,只有几开尔文,其超导性质只能在极低的温度下显现。

2. 高温超导材料:高温超导材料是指临界温度高于液氮沸点(77K)的材料,如YBa2Cu3O7-x,其临界温度高达90K,目前是最高的高温超导材料之一。

3. 复合超导材料:复合超导材料是指含有多个超导相的材料。

其中最著名的是有机超导材料,它们的临界温度高达100K以上,几乎可以在室温下实现超导。

三、超导材料的应用超导材料具有广泛的应用前景,例如磁悬浮、磁共振成像、强磁场科学研究等等。

1. 磁悬浮技术磁悬浮技术是利用超导材料的磁性和电性特性,将高速运动的列车悬浮在磁场中。

这种技术具有高速、无接触、环保等优点,可以大大缩短旅行时间,提供便利的交通手段。

2. 磁共振成像技术磁共振成像技术(MRI)是一种无创诊断方法,利用强磁场和无害的射频波诊断人体各部位。

超导材料是磁体制作的重要材料,在MRI系统中起着重要的作用。

3. 强磁场科学研究超导材料的另一个应用是制作强磁体,如核磁共振仪和磁约束聚变反应器等。

高温超导材料的研究现状与发展趋势

高温超导材料的研究现状与发展趋势

高温超导材料的研究现状与发展趋势高温超导材料是指在零下196度以上的温度下能够表现出超导现象的一类材料。

相比低温超导材料,高温超导材料不需要使用极低的温度,从而更加容易使用和操作。

同时,由于高温超导材料的电阻极低,因此也具有广泛的实际应用前景。

本文将介绍高温超导材料的研究现状和发展趋势。

一、高温超导材料的发现和研究历史高温超导材料的历史可以追溯到20世纪80年代。

1986年,首次发现了第一种高温超导材料——YBa2Cu3O7,其超导转变温度达到了92K,足以比低温超导材料更加实用。

之后,又陆续发现了其他高温超导材料,如Bi2Sr2CaCu2O8、Tl2Ba2CuO6等,这些材料的超导转变温度更高,甚至达到了135K。

这些高温超导材料的发现引起了人们的广泛关注。

研究者们探究了这些材料的化学结构和物理特性,以期能够深入理解其超导机理。

他们发现,在这些材料中,超导是由一种称为“库珀对”(Cooper pair)的电子对束缚而成的。

另外,高温超导材料还表现出了一种称为“假体邦”(pseudogap)的现象,即在临界温度以下却无法完全形成超导状态。

这些研究为高温超导材料的进一步理解和实际应用奠定了基础。

二、高温超导材料的物理特性和实际应用高温超导材料的一个重要特性是它们的电阻极低,能够带来很多实际应用。

例如,高温超导材料可以用于制造高度敏感的磁传感器,这些传感器可以检测很小的磁场变化,从而有助于地球物理和医学研究。

此外,高温超导材料还可用于制造高速、高效的电缆和传输线路,提高了电力传输的效率。

另外,高温超导材料的磁性具有很多实际应用。

例如,高温超导材料可以用于制造超导磁体,这些磁体可以产生极强的磁场,用于磁共振成像(MRI)和核聚变等研究。

此外,高温超导材料的磁性还可用于制造磁悬浮列车等高速交通工具,提高交通效率。

三、高温超导材料的研究进展自1986年发现第一种高温超导材料以来,研究者们一直在探究如何提高高温超导材料的超导转变温度,以推动其更广泛地应用。

超导材料的研究现状与应用前景

超导材料的研究现状与应用前景

超导材料的研究现状与应用前景超导技术是当今科学技术领域中备受瞩目的研究方向之一,而超导材料是实现超导技术的核心组成部分。

本文将介绍超导材料的研究现状和应用前景。

1. 超导材料简介超导材料是指在低温条件下,电阻为零的材料。

超导现象指的是由于材料中电子在超导态下已形成电子配对,电子可以以零阻力的方式传输,并产生磁场。

超导材料在科学研究、电力、通信等领域都有着十分重要的应用。

2. 超导材料的研究现状超导材料的研究始于1911年,自此以后科学家们不断地探索各种可能的超导材料。

直到BCS理论和冷却技术的出现,使得超导材料的研究和应用发展迅速。

目前,市场上超导材料的应用越来越广泛,而实际上研究人员仍在不断地探索更好的超导材料。

过去几十年来,大量的研究对复合铜氧物超导材料进行了深入的探索和研发。

其中,发现了多种铜氧化物超导材料,如La-Ba-Cu-O以及Y-Ba-Cu-O。

这些材料的临界温度(即电阻为零的温度)处于液氮的温度范围内,也就是-196摄氏度以下。

此外,一些新型超导材料,如铁系超导材料和镁二硼超导材料也引人关注。

3. 超导材料的应用前景超导材料具有许多优异的性质,如高电流密度、低能耗、高机械刚度、低维护成本等。

因此,超导材料在众多领域中具有广泛的应用前景。

3.1. 电力领域超导电缆是超导材料的重要应用之一。

相对传统电缆,超导电缆在输电效率和能源消耗方面有明显的优势,同时降低了电网建设成本。

对于大型城市的室内输电和高速列车的电动化,超导材料也具有良好的应用前景。

3.2. 能源领域在能源领域,超导材料可以应用于核磁共振成像(MRI)以及核聚变反应等诸多技术。

超导磁体用于MRI可以提高成像的质量和速度,而超导磁体用于磁约束核聚变反应则可以大大提高其能源效率。

3.3. 交通领域超导材料可以应用于磁悬浮列车和磁力船等交通工具中。

与传统交通工具相比,这些超导交通工具在能耗和环保方面均有优势。

3.4. 航空航天领域超导材料的超强电流和超稳定性使其在航空航天领域中具有独特的应用价值。

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超导储能装置 超导储能装置是利用超导线圈将电磁能直接储存起来,需要时再 将电磁能返回电网或其它负载的一种电力设施。由于储能线圈由超导 线绕制且维持在超导态,线圈中所储存的能量几乎可以无损耗地永久 储存下去直到需要释放时为止。超导储能装置不仅可用于调节电力系 统的峰谷或解决电网瞬间断电对用电设备的影响,而且可用于降低甚 至消除电网的低频功率振荡从而改善电网的电压和频率特性,同时还 可用于无功和功率因数的调节以改善电力系统的稳定性。这种储能装 置将可长时期储存大量的能量,然后根据需要加以释放。大型超导储 能系统将可作为陆基自由电子激光器或天基定向能武器的功率源。
利用超导材料的抗磁性,将超导材料放在一块永久磁体的上方,由 于磁体的磁力线不能穿过超导体,磁体和超导体之间会产生排斥力, 使超导体悬浮在磁体上方。利用这种磁悬浮效应可以制作高速超导磁 悬浮列车。
超导电机 超导电机包括发电机和电动机。由于采用了超导绕组,与常规电 机相比,能够承载更大的电流从而产生更强的磁场,所以在与常规 电机功率相同的情况下,其体积和重量可以减小到常规电机的1/5 左右。这种电机的体积和质量将比常规电机显著缩小,功率成倍增 长,效率大大提高,可为武器装备提供动力。
超导材料是在低温条件下能出现超导电性的物质。超导材料 最独特的性能是电能在输送过程中几乎不会损失。近年来,随着 材料科学的发展,超导材料的性能不断优化,实现超导的临界温 度也越来越高。一旦室温超导题达到实用化、工业化,将对现代 文明社会中的科学技术产生深刻的影响。
导电材料的电阻会不断消耗电能,这在远距离 电能传输中一直是一个很大的问题。寻找一种极 低电阻甚至没有电阻的材料一直是物理科学家们 梦寐以求的愿望。人们很早就发现了良导体的电 阻会随着环境温度的降低而减小,因而科学工作 者致力于创造一个低温环境,寻求电阻减小的规 律。17世纪末阿蒙顿提出了温度下限(绝对零度) 的概念,到了18世纪,盖.吕萨克.查理斯确定了绝 对零度为-273°C。直到1908年莱顿实验室成功液 化氦,获得4.25K以下极低温,开创了极低温物性 研究。
由于超导材料在超导状态下具有零电阻 和完全的抗磁性,因此只需消耗极少的电能, 就可以获得10万高斯以上的稳态强磁场.而 用常规导体做磁体,要产生这么大的磁场,需 要消耗3.5兆瓦的电能及大量的冷却渗透到人们生活的 方方面面。怎样将其只能在超低温下特有的性能运用在常 温下是全世界科学家致力研究的方向。这就预示着超导材 料现今乃至今后的主要研究方向,由于不断的努力,高温 超导材料的研究出现。 在高温超导体发现以后,原则上说,凡是低温超导电性 能获得应用并显示优越性的领域,高温超导电性也具有同 样的优越性。然而高温超导体比低温超导体的最主要优势 在于高温。因为高温超导体只需要廉价液氮冷却,而不是 昂贵的液氨。有人甚至预言,人类社会将进入超导时代。 这是因为高温超导材料如能在一系列重要领域特别是所谓 强电,诸如电力输送、电机、受控核聚变、交通、医疗等 领域获得应用,可能显示出巨大的优越性,将导致一场新 的技术革命。
高速计算机要求集成电路芯片上的元件和连接线密集排列,但密集 排列的电路在工作时会发生大量的热,而散热是超大规模集成电路面 临的难题。超导计算机中的超大规模集成电路,其元件间的互连线用 接近零电阻和超微发热的超导器件来制作,不存在散热问题,同时计 算机的运算速度大大提高。此外,科学家正研究用半导体和超导体来 制造晶体管,甚至完全用超导体来制作晶体管。
参考文献: 1.周武纵,梁维耀,高温超导基础研究 【VI】.上海;上海科学技术出版社, 1999 2.马衍伟.超导材料研究及应用进展.科 学新闻,2007,(5);20-21 3.张其瑞.高温超导电性[M].杭州; 浙江大学出版社,1992
谢谢!

1911年,昂尼斯发现温度降到4.2K时,汞的电阻突然降为零的现象,当 温度回到4.2K以上,汞重新恢复电阻性的。某些金属、合金和化合物,在 温度降到绝对零度附近某一特定温度时,它们的电阻率突然减小到无法测 量的现象叫做超导现象,能够发生超导现象的物质叫做超导体。
1911年到1955年,是人类对超导体基本认识和探索阶段,相继发现了临 界温度(1911),临界电流(1933),迈斯纳效应(1933)。 1955年到1985年,合金与金属化合物超导体的发现使人们冲破了应用超导 体的重要阻力电磁壁垒。这其中重要的发展标志之一就是几种重要化合物 超导体的发现。标志之二是Nb3Sn金属间化合物超导线材制备技术的出现。 从此为超导材料的应用打开了局面。 1986年至今,高温超导材料的出现是又一大重要突破,冲破了“温度壁 垒”。高温超导材料的发现被视为科学界得一次“飞跃和革命”。人们终 于看到了超导技术的应用希望。超导现象的研究和超导材料的制备成为科 技前沿,发展越来越快。 在这个发展过程中,各种理论的提出也极大推动了超导材料研究的发展。 其中比较著名的是BCS理论,获得了广泛认可。
超导体的临界温度Tc与其同位素质量M有关。M越大, Tc越低,这称为同位素效应。例如,原子量为199.55的汞 同位素,它的Tc是4.18开,而原子量为203.4的汞同位素, Tc为4.146开。
超导材料应用价值
在国民经济中
电流应用
电子学应用
抗磁性应用
在军事上
强磁
弱磁
在科学实验中
强磁场
超导电缆的发展经历了直流低温超导电缆、交流低温超导电缆和交 流高温超导电缆等几个发展过程,目前交流高温超导电缆已经成为超导 电缆研究的重点。超导电缆是利用超导材料零电阻特性的新一代电力 输电电缆。与常规电缆相比,超导电缆具有损耗低、容量大、材料省、 无污染等优势。超导电缆的广泛应用,将降低输电损耗,改进和提高 电网的稳定性和安全性,节省土地资源,保护生态环境。
不同的材料具有不同 的临界温度。某些物质临 界温度非常低,例如汞为 4.15K,不具有太大的应用 价值。而有的超导材料的 临界温度比较高,达到几 十K甚至上百K,随着临界 温度的提高,其应用价值 也大大提高。所以如何提 高超导材料的临界温度, 发展出具有常温下工作能 力的高温超导材料是人们 重点关注的地方。
电磁推进装置 用超导强磁材料制造的电磁推进装置,把电能直接转变为动力, 将能以很高的速度推进大质量的物体,在军事上用作舰艇的动力装 置,可消除传动噪声,提高隐蔽性;也可用作电磁炮的动力装置。
超导强磁技术主要是利用超导材料能够产生很高的稳态强磁场,据 此将可制成超导储能装置、超导电机和电磁推进装置。



(1)零电阻现象
(2)迈斯纳效应 (3)超导态临界参数三维图 (4)约瑟夫森效应 (5)同位素效应
将超导体的温度降到某临界温度Tc时,超导体电阻突然变为零的现 象,称为零电阻现象。实验表明:超导状态下的零电阻现象不仅与临 界温度有关,也与超导体中的电流强度和外磁场强度有关,所以也存 在着类似的临界电流和临界外磁场。
超 导 材 料 发 展 现 状 与 展 望
姜羽佳 贠潇 刘飞 努尔扎提 马云洲 刘志明 廖冬淋
200831201010 200831304052 200831201027 200831201024 200831201025 200831201026 200831201021
现今科学技术告诉发展的年代,在许多领域产生了巨变!任 何一点不经意地发现都能促使一个领域翻天覆地的变化。如今, 超导材料的进展是有目共睹的。本文旨在介绍超导现象,基本 理论和一些重要的超导材料的研究应用;阐述超导材料发展历 史,目前的进展及未来的发展前景。
从超导材料的发展历程来看,新的更高转变温 度材料的发现及室温超导的实现都有可能。单晶 生长及薄膜制造工艺也会取得重大突破,但超导 材料的基础研究还面临一些挑战。目前超导材料 正从研究阶段向应用发展阶段转变,且有可能进 入产业化发展阶段。超导材料正越来越多地应用 于间断技术中。我们有理由相信,随着探求更高 温度超导材料研究。超导成材研究、超导理论研 究的广泛深入的开展,超导将会改变我们的生活。
超导弱磁技术的理论基础是约瑟夫森效应。利用这种效应制成的超 导电子器件,将具有功耗低、噪声小、灵敏度高、反应速度快等特点, 可进行高精度、弱信号的电磁测量,也可用作超高速电子计算机元器 件等。
① 超导弱磁探测器件。 超导量子干涉仪、电磁传感器和磁强计等,对磁场和电辐射的灵敏度比常规 器件高得多,可用于军事侦察。 ② 超导计算机。 采用约瑟夫森器件的超导计算机,运算速度将比普通计算机快几十倍,功耗 减少到千分之一以下,散热性能很好。 ③ 超导高频探测器。 如超导红外探测器、参量放大器、混频器、功率放大器等,将使空间监视、 通信、导航、气象和武器系统的性能远远超过利用常规器件时的性能。
迈斯纳效应也叫完全抗磁性。即超导体进入超导状态后,超导体内 部的磁通量会全部被排除到超导体外,超导体磁场强度恒为零。而且 不论是先降温后加入磁场还是先加入磁场后降温,只要进入超导状态, 磁通完全被排除体外。上世纪末磁悬浮技术就是依据这个原理。
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。
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