高温超导材料及应用
高温超导材料应用与发展前景
高温超导材料应用与发展前景高温超导材料是一类具有独特电性能的材料,其在极低温度下可以表现出零电阻和完全抗磁性的特点。
这种材料的发现引起了科学界的广泛关注并被认为具有重大的应用潜力。
本文将探讨高温超导材料的应用及其发展前景。
一、高温超导材料的应用领域1. 能源传输与储存高温超导材料可以用于电能传输和储存中,其零电阻的特性可以有效减少能量损耗和线路的电阻。
利用高温超导材料可以建立超导电缆和输电线路,提高电力传输效率,减少能源损耗。
此外,高温超导材料还可以应用于超导储能技术,将电能存储在超导器件中,随时供应给需要的地方,增加电力系统的稳定性和灵活性。
2. 磁共振成像高温超导材料可以应用于磁共振成像领域,用于医学诊断和科学研究。
磁共振成像是一种无创、无辐射的成像技术,对于身体内部的组织结构和功能状态都能提供详细的信息。
使用高温超导材料制备的磁共振成像仪器可以提高成像分辨率和信噪比,为医生提供更准确的诊断结果,并加快病人的检查速度。
3. 电子器件高温超导材料可以应用于电子器件领域,如超导电子器件和超导逻辑器件。
超导电子器件可以实现更高的工作频率和更低的功耗,提高电子器件的性能。
超导逻辑器件则可以用于超高速计算和数据处理,有望在未来的量子计算机中发挥重要作用。
二、高温超导材料的发展前景1. 材料性能的提升目前已经发现的高温超导材料在液氮温度下才能实现超导态,难以广泛应用于实际生产和生活中。
然而,科学家们正致力于寻找更高温超导材料,并希望能在室温下实现超导。
如果能找到室温超导材料,将会突破目前超导技术的使用限制,推动超导技术在各个领域的广泛应用。
2. 制备工艺的改进高温超导材料的制备工艺和成本仍然是制约其应用的主要障碍之一。
目前的制备工艺复杂,成本高昂,无法满足大规模制造的需求。
科学家们正在努力改进制备工艺,寻找更加简单、高效的方法,以降低制造成本,使高温超导材料的应用更为普及。
3. 合作与交流的加强高温超导材料的研发和应用是一个多领域、跨学科的工作,需要各个领域的科学家和工程师的合作与交流。
高温超导材料及其潜在应用领域
高温超导材料及其潜在应用领域超导材料是一类在极低温度下(低于其临界温度)能够通过电流传导而没有电阻的材料。
近年来,人们对高温超导材料及其潜在应用领域的研究越来越多,因为它们具有巨大的应用潜力。
本文将介绍高温超导材料的基本概念、主要特性以及其在能源、电子技术、医学和交通运输等领域的潜在应用。
高温超导材料是相对于传统的低温超导材料而言的。
传统的低温超导材料需要在接近绝对零度(-273.15摄氏度)的温度下才能实现超导状态,这限制了它们的应用范围。
而高温超导材料在相对较高的温度下(通常为液氮沸点以下)即可实现超导状态,大大提高了其应用的实际性。
高温超导材料具有许多重要的特点。
首先,它们表现出极低的电阻,使得电流在其内部可以无阻力地流动。
这不仅提高了能源传输的效率,也有助于节约能源和减少能源损耗。
其次,高温超导材料的磁场排斥效应非常强,可以用于制造超导磁体和磁悬浮技术。
此外,高温超导材料还表现出较好的热稳定性和机械强度,可以应用于高温环境和高强度的工程应用。
高温超导材料在能源领域有着重要的应用潜力。
由于它们能够实现电流的无损传输,因此可以用于制造高效的电力输送线路和变压器,从而提高电网的传输效率。
此外,高温超导材料还可以用于制造高性能的电池和储能设备,有助于解决可再生能源的不稳定性和储能问题。
例如,高温超导磁体可以用于制造电力系统的稳定器和高速列车的驱动系统,大大提高能源利用效率。
在电子技术领域,高温超导材料也有着广泛的应用潜力。
它们可以用于制造超导电子器件,如SQUID(超导量子干涉器件)和超导单量子比特(量子计算相关)。
这些器件具有极高的灵敏度和处理速度,可以应用于电磁场探测、测量和存储等领域,有助于推动电子技术的进一步发展。
在医学领域,高温超导材料的应用也非常有前景。
它们可以用于制造超导磁共振成像(MRI)设备,提高成像的分辨率和准确性。
此外,高温超导材料还可以用于制造超导磁体和探头,用于神经科学研究和神经干细胞治疗等领域。
高温超导材料的研究及其应用
高温超导材料的研究及其应用随着科技的不断发展,已经出现了许多重大的科学发现和技术进步,其中高温超导材料就是其中之一。
近年来,高温超导材料作为一种具有很高应用价值的新型材料,已引起了科学界和工业界广泛关注和研究。
它可以用于制造高能电子器件、高速列车、环地带行星测量设备等,有着广阔的应用前景。
一、高温超导材料的研究意义高温超导材料是指在大约90K左右的温度下,电阻率突然降至0的金属材料。
1994年,由美国高温超导研究团队在La-Ba-Cu-O氧化物掺杂系统中发现了金属材料的高温超导现象。
这一发现重大意义在于,它打破了人们对超导现象只能出现在极度低温下的观念。
高温超导材料的研究意义在于它具有极高的应用价值。
一方面,高温超导材料可以大大提高电气传输效率,减少电能损失,这对于国家能源的节约和环境保护都有着重要的意义。
另一方面,高温超导材料的应用可以改变现代科技的面貌,例如用于制造高速列车或超导磁体,这将对人们的生活、工作和出行方式产生重要影响。
二、高温超导材料的研究成果高温超导材料的研究是一个长期而艰苦的过程,一直到现在仍有很多问题需要解决。
但是,在这个过程中,科学家们也得到了很多重要的研究成果。
其中,最显著的成果就是发现高温超导材料的机理和制造方法。
高温超导材料的机理是指高温超导现象的本质和发生机制。
考虑到许多金属材料在温度较低时就已经展现出类似于超导的现象,因此一些科学家开始尝试在这些材料的基础之上研究高温超导材料。
经过大量的实验研究,科学家最终理解了高温超导现象的基本机理:高温超导材料中电荷和磁场的相互作用导致电子成对结合,从而展现出超导现象。
这是高温超导材料之所以能够在较高的温度下展现出超导现象的关键。
高温超导材料的制造方法是指制备高温超导材料的生产过程和方法。
随着高温超导材料的研究深入,科学家们逐渐掌握了一些制备高温超导材料的有效方法,例如固相反应法、溶胶-凝胶法和化学气相沉积法等。
这些方法不仅极大地提高了制备高温超导材料的成功率,而且使得材料的制备更为简便。
高温超导材料的研究及应用前景分析
高温超导材料的研究及应用前景分析1. 背景介绍高温超导材料是指能在相对较高的温度下表现出超导性质的材料。
这种材料的发现在物理学界引起了广泛的关注,因为它具有很高的科学研究价值和广泛的应用前景。
1990年,高温超导材料的发现被授予了诺贝尔物理学奖。
目前,这种材料已经应用于许多领域,如能源、医学、电子设备等。
2. 高温超导材料的研究高温超导材料研究是一个非常复杂和重要的领域。
高温超导材料的研究主要包括以下几个方面:(1)制备技术高温超导材料的制备技术是研究的首要问题。
有许多方法可以制备这种材料,如固相法、水热法、溶胶-凝胶法等。
这些方法的成功率和效率都有待改善,并且需要更多的探索和研究。
(2)超导性质研究高温超导材料的超导性质是研究的重点。
通过电阻、磁通量等性质的测试,可以探究材料的超导性质。
这些研究为理解高温超导材料提供了很重要的基础。
(3)微结构研究高温超导材料的微结构也是研究的重点之一。
通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜等技术,可以观察到材料的微观结构,从而深入理解高温超导材料的性质和特点。
3. 高温超导材料的应用前景高温超导材料目前有许多应用前景,这些应用可以分为以下几个领域:(1)能源高温超导材料可以应用于发电机、输电线、电池等领域。
这些应用的优势在于高温超导材料的电导率和电流密度比传统的导体要高得多,因此可以减少能源的损失和浪费。
(2)医学高温超导材料可用于MRI机(磁共振成像)的制造。
高温超导材料可以制造更大的磁场,从而提高成像的分辨率和准确度。
这种材料还可以用于治疗癌症和其他疾病。
(3)电子设备高温超导材料可以应用于制造电子设备,如微波器件、计算机芯片等。
这种材料的电流密度比铜要高得多,因此可以提高设备的性能和速度。
总之,高温超导材料是一个非常有前途和重要的领域。
虽然还存在很多问题和挑战,但是我们相信随着科技的不断进步和深入研究,这种材料一定会发掘更多的应用领域,为人们的生活和发展带来更多的便利和贡献。
高温超导材料的性能表征与应用
高温超导材料的性能表征与应用高温超导材料是指能够在相对较高的温度下表现出超导特性的材料。
传统的超导材料需要极低的温度才能发挥超导效应,而高温超导材料的出现使得超导技术在实际应用中具有更大的潜力。
本文将重点介绍高温超导材料的性能表征方法以及其在各个领域的应用。
性能表征是评估材料质量和性能的重要手段,对于高温超导材料也不例外。
以下是一些常用的性能表征方法:1. 临界温度(Tc)的测量:临界温度是指超导材料在一定外加条件下开始表现出超导性的温度。
常用的测量方法包括电阻和磁化率的测试。
电阻测试通过观察材料的电阻随温度变化的关系来确定临界温度。
磁化率测试则通过测量超导体在外磁场下的磁化强度来确定临界温度。
这两种方法都需要在严格的实验条件下进行,并结合其他物理性质的测量来获得准确的结果。
2. 超导电性能的测量:超导电性是高温超导材料最重要的性能之一。
通过测量材料的电阻、电流-电压关系、磁化率等性质可以得到超导材料的基本电性能参数,如超导电流密度、临界电场强度等。
这些参数对于超导材料在电力传输、储能等领域的应用具有重要的指导意义。
3. 结构分析:高温超导材料的结构分析可以通过X射线衍射、电子扫描显微镜等方法进行。
这些方法可以确定材料的晶体结构、晶格参数以及缺陷等信息。
结构分析对于研究超导机制、改善材料性能以及制备新材料具有重要意义。
4. 磁场依赖性的测量:磁场对超导性能的影响是研究超导材料的重要方面之一。
通过测量材料在不同磁场下的超导电性能可以研究材料对磁场的响应以及磁场对电流的影响。
这种测量方法可以揭示材料的磁通钉扎和抗磁性等特性,有助于理解超导机制。
高温超导材料由于具有较高的临界温度和优越的超导性能,在多个领域具有广泛的应用前景。
以下是一些典型的应用领域:1. 电力传输与储能:高温超导材料具有较高的超导电流密度和较高的临界电场强度,可以用于提高电力传输线路的传输能力和效率。
另外,高温超导材料也可以应用于超导磁体和超导能量储存设备,实现电能的高效储存和传输。
高温超导材料的研究发展及应用
高温超导材料的研究发展及应用随着科学技术的不断发展和进步,高温超导材料的研究和应用已经成为了当今最热门的研究方向之一。
高温超导材料的研究具有极高的学术价值和应用前景,不仅可以推动新能源、新材料等领域的发展,也可以助力解决其他社会问题。
本文将从材料的基本概念、研究历程与现状、以及应用前景三个方面对高温超导材料进行探讨。
一、基本概念高温超导材料是指在一定温度下能够以零电阻的方式导电,并表现出磁场排斥效应的一类产物。
它与普通的超导材料不同之处在于,其临界温度要高于低温液氮沸腾点(77K),而普通超导材料的临界温度一般在4K以下。
高温超导材料的发现是当代材料科学领域的一个重要突破,它大大提高了超导技术的开发和使用效率。
二、研究历程与现状高温超导材料是从20世纪80年代初开始研究起来的。
1986年,Bednorz和Müller发现一种高温超导材料,其临界温度高于液氮沸腾点三倍以上,这一发现成为了高温超导材料研究的开端。
高温超导材料的研究进展得非常快,不久之后,又相继发现了多种不同类型的高温超导材料。
其中以铜基和铁基高温超导材料研究最为广泛。
虽然高温超导材料在理论和实践中已经取得了一些进展,但是直到现在,我们对高温超导材料的本质仍不清楚。
虽然我们已经知道了它们的临界温度和一些物理特性,但是对于它们的形成机制仍处于不断地研究之中。
今天,高温超导材料已经成为了材料科学领域的重要研究对象之一。
许多研究人员都在致力于寻找新的高温超导材料,以提高其性能和应用性。
但是,这一领域的研究面临着许多困难和挑战。
一些研究人员表示,我们现在对高温超导材料的研究仍然缺乏足够的系统性和深度。
在今后的研究中,我们需要更加深入地探寻高温超导材料的本质,以寻找更多的应用领域和开发途径。
三、应用前景高温超导材料的应用前景非常广泛。
以新能源领域为例,高温超导材料可以被用于制造高能密度超导电机、电缆、电器等,以提高电能的传输和利用效率。
高温超导材料在电力设备中的应用与发展前景
高温超导材料在电力设备中的应用与发展前景随着科学技术的不断发展,高温超导材料作为一种具有巨大潜力的材料,正被广泛应用于电力设备中。
高温超导材料具有较低的电阻和强电流承载能力,可大幅提高电力设备的效率和稳定性。
因此,研究和开发高温超导材料在电力设备中的应用具有重要的意义。
首先,高温超导材料在电力输配电系统中的应用非常广泛。
传统电网中,电能的输送过程中由于电阻带来了较大的损耗。
而高温超导材料由于其极低的电阻特性,可以将电能损耗减到最低,增加输电效率。
此外,高温超导材料的高电流承载能力,使得电网的输电能力得到大幅提升,可以在不增加线路容量的情况下实现更高的输电能力。
其次,高温超导材料在电力转换设备中的应用也具有巨大潜力。
电力变压器作为电力转换设备的关键组成部分,对高温超导材料的应用有着巨大的需求。
由于高温超导材料的低电阻特性,电力变压器的能耗减少,效率提高,从而降低了能源浪费和排放。
此外,高温超导材料具有较高的磁场耐受能力,可用于提高变压器的性能和可靠性。
在再生能源领域,高温超导材料的应用也具有重要意义。
太阳能和风能等再生能源具有不稳定性,因此需要具备稳定性的电力设备来存储和转换能源。
高温超导材料具有非常好的能量存储和传输能力,可以为再生能源设备提供快速响应和稳定功率输出。
此外,高温超导材料还能有效降低再生能源设备整体的成本和体积。
在未来的发展前景方面,高温超导材料在电力设备中的应用前景广阔。
一方面,随着高温超导材料制备技术的进一步发展和成熟,其制造成本将逐渐降低,进一步推动其在电力设备中的应用。
另一方面,高温超导材料的研究还有很大的发展空间,未来可能会出现更加先进和高效的材料,进一步提高电力设备的性能。
然而,高温超导材料在电力设备中应用的发展仍面临一些挑战。
首先,高温超导材料的稳定性和可靠性仍需进一步提高,以确保其在长期运行过程中稳定工作。
其次,高温超导材料的制备技术还不够成熟,需要进一步研究和改进,以实现规模化生产和大规模应用。
高温超导材料及其应用研究
高温超导材料及其应用研究引言高温超导材料是一种新型的材料,它具有优异的超导性能,能够在相对较高的温度下实现零电阻电流传输和磁场屏蔽。
随着人们对超导技术应用的不断深入研究,高温超导材料的应用前景正在逐渐显示出来。
本文将系统地介绍高温超导材料的研究进展以及它们在能源、磁性、电子等领域的应用。
第一章高温超导材料的特性超导现象是指某些材料在低温下电阻变成零,电流可以无阻力传输的奇特现象。
而高温超导材料的“高温”是指在液氮温度以下,可以达到较高的临界温度。
高温超导材料的主要特性包括:1. 零电阻:在一定的温度和磁场下,高温超导材料表现出零电阻特性,电流可以无阻力传输。
2. 磁场屏蔽:高温超导材料对磁场的屏蔽效果很好,可以用于制造超导磁体。
3. 超导电性:高温超导材料表现出超导电性,电流可以通过材料内部的超导电流通过。
第二章高温超导材料的研究进展随着人们不断加深对材料科学的研究,高温超导材料也得到了广泛的关注。
下面将介绍几种常见的高温超导材料及其研究进展。
1. 铜氧化物超导材料铜氧化物超导材料是目前研究较为深入的一种高温超导体系,其复合材料中主要的超导材料包括YBa2Cu3O7-δ、Tl2Ba2Ca2Cu3Ox、Bi2Sr2CaCu2Oy等。
其中,YBa2Cu3O7-δ是最常见的一种铜氧化物超导材料。
2. 铁基超导材料铁基超导材料是指含有铁元素的超导材料。
这种超导材料的临界温度比铜氧化物超导材料更高,但复合材料制备难度也更大。
目前已经发现的一些常见的铁基超导材料包括Ba1-xKxFe2As2、FeSe等。
3. 铋基超导材料铋基超导材料是一种在大气压下超导的超导材料。
这种材料的复合材料中主要包括Bi-Sr-Ca-Cu-O(2223)/Ag等。
它的临界温度可以达到100K以上。
第三章高温超导材料在能源领域的应用高温超导材料在能源领域有着广泛的应用,下面将介绍几个常见的应用场景。
1. 超导电缆超导电缆是一种新型的输电方式,它比传统的电缆更节能、更环保。
高温超导材料及其重要应用领域探讨
高温超导材料及其重要应用领域探讨近年来,高温超导材料的研究和应用领域不断扩大,引起了广泛的关注。
高温超导是指在较高温度下(通常指超低温以下并非常接近绝对零度的温度),某些材料表现出极低的电阻和完全抗磁性的特性。
这一特点在能源传输、磁共振成像、电磁设备等领域具有广泛的应用前景。
高温超导材料的研究一直是材料科学领域的热点之一。
自1986年首次发现铜氧化物系列高温超导材料以来,人们对高温超导材料的研究兴趣大大增加。
高温超导材料具有很高的临界温度,这使得它们能在相对较高的温度下表现出超导特性,因此被广泛应用于各个领域。
首先,高温超导材料在能源传输方面具有重要应用。
传统的电缆输电会出现能量损失和输电距离受限的问题,而高温超导材料的引入可以显著提高能量传输的效率。
由于高温超导材料具有无电阻和完全抗磁性的特性,它们在输电过程中能够减少能量的损失,提高传输效率。
这为长距离能源传输提供了新的解决方案,可以有效解决能源紧缺和能源损耗的问题。
其次,高温超导材料在磁共振成像领域也有广泛的应用。
磁共振成像是一种非侵入性且高分辨率的医学成像技术,对于提高疾病诊断的准确性至关重要。
目前,常规的磁共振成像设备需要低温超导材料来产生强大的磁场,但这种设备的制造和维护成本高昂。
而高温超导材料可以在相对较高的温度下提供同等强度的磁场,从而降低了设备制造成本,并且提高了设备的可用性和可靠性。
此外,高温超导材料还在电磁设备领域展现出潜力。
电力设备,如变压器和电机,往往需要耗费大量的能量,且容易引发过载和烧毁的风险。
而采用高温超导材料制造的电力设备具有更高的电流承受能力和更低的能量损失,能够减少设备的体积和重量,并提高设备的工作效率。
此外,高温超导材料还可以应用于电力输配系统中,减少线损并提高电网的稳定性和可靠性。
值得一提的是,高温超导材料在大规模应用方面还存在一定的挑战。
首先,高温超导材料的制备和加工工艺相对复杂,而且成本较高。
其次,高温超导材料的性能还有待进一步提高,特别是临界温度的提高和电流承载能力的增强。
高温超导材料的性质和应用
高温超导材料的性质和应用高温超导材料是指在相对较高的温度下,即在液氮温度以下,能够表现出超导性质的材料。
相较于传统的低温超导材料,高温超导材料具有更为广泛的应用前景和更便捷的操作条件。
本文将介绍高温超导材料的性质以及其在科学研究和工业应用中的潜力。
高温超导材料的性质主要包括零电阻和迈克尔逊效应。
零电阻是指在超导材料中,电流能够无阻碍地流动,而不会损耗能量。
这一性质使得高温超导材料在电力输送方面具有巨大的潜力。
传统的铜导线在输送电流时会有较大的能量损耗,而高温超导材料的零电阻特性可以大大减少能量损失,提高输电效率。
迈克尔逊效应是指在高温超导材料中,磁场能够穿透超导体,形成一种称为迈克尔逊态的特殊状态。
这种状态可以用于制造高灵敏度的磁场传感器,广泛应用于医学、地质勘探等领域。
高温超导材料的应用领域非常广泛。
首先是能源领域。
由于高温超导材料的零电阻特性,可以大大提高电力输送的效率,减少能源损耗。
此外,高温超导材料还可以用于制造超导发电机,提高发电效率。
其次是交通运输领域。
高温超导材料可以用于制造磁悬浮列车,提高列车的速度和运输效率。
此外,高温超导材料还可以应用于航空航天领域,用于制造超导磁体和电磁阀门,提高飞行器的性能和控制精度。
除了能源和交通运输领域,高温超导材料还有许多其他的应用。
例如,在科学研究领域,高温超导材料可以用于制造超导磁体,用于实验室中的核磁共振仪、粒子加速器等设备。
在医学领域,高温超导材料可以用于制造磁共振成像设备,提高医学诊断的准确性和效率。
在通信领域,高温超导材料可以用于制造超导滤波器和超导微波器件,提高通信设备的性能和带宽。
尽管高温超导材料具有广泛的应用前景,但目前仍然存在一些挑战和难题。
首先是制备工艺的复杂性和成本高昂。
高温超导材料的制备过程需要严格的控制条件和复杂的工艺,使得制备成本较高。
其次是材料的稳定性和可靠性问题。
高温超导材料在高温条件下容易失去超导性质,需要采取措施来提高其稳定性。
高温超导材料及其应用潜力
高温超导材料及其应用潜力近年来,高温超导材料取得了令人瞩目的突破,为科学界和工业界带来了巨大的潜力和应用前景。
高温超导材料是一种能在较高温度下展现超导特性的材料,相较于传统低温超导材料而言,其应用范围更广泛。
本文将重点探讨高温超导材料的特性、应用以及未来的发展潜力。
首先,我们来关注高温超导材料的特性。
高温超导材料能在较高的温度下实现零电阻和磁场排斥,这是其与传统低温超导材料最显著的区别。
传统的低温超导材料需要低至几个开尔文的低温才能展现超导特性,而高温超导材料则可以在液氮温度(约77开尔文)以下实现超导。
这意味着高温超导材料的制冷成本大大降低,更易于实际应用。
其次,我们来讨论高温超导材料的应用潜力。
高温超导材料在能源传输、医学影像、电子器件等领域具有广泛的应用前景。
首先,能源传输是一个颇受关注的领域,高温超导材料的高电流密度和零电阻特性使其成为传输和储存能源的理想候选。
它们可以用于制造高效的电力输电线路和能源储存装置,提高能源传输效率和减少能量损耗。
其次,高温超导材料在医学影像技术中也有着巨大的潜力。
其具有良好的磁场敏感性,可以用于磁共振成像(MRI)和超导量子干涉仪(SQUID)等医学设备,提高影像的分辨率和灵敏度,为医学诊断提供更精确的信息。
此外,高温超导材料还可以应用于电子器件领域,如超导电感器、超导滤波器等,提高电子设备的性能和稳定性。
然而,尽管高温超导材料具有巨大的潜力,但目前仍面临一些挑战和限制。
首先,高温超导材料的制备和加工仍非常复杂和昂贵。
目前已知的高温超导材料主要基于铜氧化物和铁基础材料,其复杂的结构和组成要求高精度的制备技术。
此外,高温超导材料对温度、压力和磁场等外部条件的稳定性要求较高,这也增加了其在实际应用中的挑战。
此外,高温超导材料的超导态仍然受到杂质和不均匀性的影响,这限制了其在实际应用中的可靠性和稳定性。
在未来,高温超导材料仍然有巨大的发展空间和应用潜力。
首先,研究人员可以进一步探索新型高温超导材料,以扩大其应用范围。
高温超导材料的研究现状及应用前景
高温超导材料的研究现状及应用前景近年来,高温超导材料因其在超导电性、磁学和光学等方面的卓越性能而备受研究者的关注。
高温超导材料的不断研究和应用,正在推动科技和工业的发展。
本文将从高温超导材料的研究现状和应用前景两个方面进行探讨。
一、高温超导材料的研究现状超导材料是一类在低温下导电时表现出极低电阻的物质。
在低温下,超导材料的电导率可以达到非常高的数值,这是普通导体无法比拟的。
磁场作用下,超导材料可以呈现出磁性效应,这一特性被广泛应用于磁共振成像技术。
超导材料的研究领域在不断扩大,目前已取得多项重大突破,其中高温超导材料的研究尤为受关注。
传统超导材料在低温下才能表现出超导特性,而高温超导材料则在相对较高的温度下就具有了较好的超导性能。
高温超导材料的标志是其临界温度,也称为超导转变温度。
当温度低于临界温度时,高温超导材料表现出非常微弱的电阻。
目前,高温超导材料临界温度可达到250K,有望进一步提高,这一发现意味着超导材料的研究取得了一次里程碑式的进展。
目前,高温超导材料分为两类,一类为氧化物超导材料,另一类为铁基超导材料。
氧化物超导材料是最早的高温超导材料,也是研究较为成熟的一类。
它们普遍具有优良的超导性能和磁学性能,且制备过程相对简单。
铁基超导材料则是在近年来发现的,虽然它们的超导性质相对于氧化物超导材料还需要进一步提高,但其性质复杂、变化多样,研究难度相对较大,但也给研究者们提供了更广阔的研究空间。
二、高温超导材料的应用前景高温超导材料的特殊性能,为其在电力、电子、磁共振成像、能源等领域的应用开辟了广阔的前景。
以下是对几个领域的具体应用展望。
1、超导电力技术高温超导电线在传输电流时的能力比传统的铜线和铝线高出数倍,因此,高温超导材料在电力领域的应用已成为研究的重点之一。
高温超导材料制成的电线能够承载更大的电流,因此可以大幅度提高电力输送效率,减少能源浪费,从而实现更高效、更安全、更环保的电力输送。
新型超导材料的研究与应用
新型超导材料的研究与应用一、概述新型超导材料是一种具有良好超导性能的材料,其具有很大的应用前景。
目前,世界各地都展开了新型超导材料的研究工作,其中包括高温超导材料和低温超导材料两种类型。
二、高温超导材料的研究与应用高温超导材料在20世纪80年代被人们发现,其具有无法想象的超导性能,即在较高的温度下也能表现出良好的超导性质。
高温超导材料的研究和应用是目前超导材料领域的热门话题。
1.高温超导材料的研究进展高温超导材料的研究进展主要集中在以下几个方面:(1)新型高温超导材料的发现:一些新型高温超导材料的发现,如BSCCO、Tl-1223、Bi-2212等,使高温超导材料的性能不断提升,同时也拓展了高温超导材料的应用领域。
(2)超导机制的研究:高温超导材料的超导机制一直是人们关注的热点,已经有越来越多的研究表明,高温超导材料的超导机制与传统超导机制有着很大的不同。
(3)高温超导材料的制备技术:高温超导材料的制备技术一直是超导材料研究的难点之一,不过随着技术的不断进步,目前的制备技术已经能够生产出很高质量的高温超导材料。
2.高温超导材料的应用现状高温超导材料目前已经得到广泛的应用,其主要应用领域包括以下几个方面:(1)电力领域:高温超导材料因其低耗能、高效率的特点,可应用于电力输送和储存中。
(2)磁性领域:高温超导材料具有良好的磁性,广泛应用于MRI、磁悬浮列车等领域。
(3)通信领域:高温超导材料可用于制造高灵敏度的探测器,可以有效地检测微弱的光信号。
三、低温超导材料的研究与应用低温超导材料是指工作温度低于临界温度的超导材料,其具有极高的超导性能和低能耗的特点。
低温超导材料的研究和应用也具有非常大的潜力。
1.低温超导材料的研究进展低温超导材料的研究进展主要集中在以下几个方面:(1)新型低温超导材料的发现:一些新型低温超导材料的发现,如Nb3Sn、NbTi等,使低温超导材料的性能不断提升,同时也拓展了低温超导材料的应用领域。
高温超导材料在电力传输中的应用
高温超导材料在电力传输中的应用导语:随着人类社会对电力需求的不断增长,电力传输技术的发展成为现代化社会不可或缺的一部分。
然而,传统的铜导线在电能传输过程中存在着能量损耗和线路阻抗的问题。
高温超导材料的出现为解决这些问题提供了一种前所未有的途径。
本文将探讨高温超导材料在电力传输中的应用,包括其优势、挑战和未来发展方向。
一、高温超导材料的定义和特点高温超导材料,顾名思义就是在相对较高的温度下表现出超导性质的材料。
与传统的低温超导材料相比,高温超导材料具有更高的超导临界温度和更大的临界电流密度,这使其具备了在实际应用中的潜力。
高温超导材料的研究始于20世纪80年代,最早被发现的是铋钡钡钪氧化物(Bi-Ba-Sr-Ca-Cu-O)。
此后,人们陆续发现了其他具有高温超导性质的化合物,如YBCO(YBa2Cu3O7-x)和BSCCO(Bi2Sr2CaCu2O8)。
这些材料的特点是在相对较高的温度下(液氮温度以下)能够表现出超导性。
二、高温超导材料在电力传输中的优势高温超导材料在电力传输中的应用具有以下几个明显的优势:1. 低能量损耗:高温超导材料具有接近零电阻的特性,这意味着在电力传输过程中几乎没有能量损耗,相比传统的铜导线,高温超导材料能够将输电线路上的电阻损失降至最低。
2. 大电流密度:高温超导材料的临界电流密度很高,这意味着在相同截面积下,使用高温超导材料制造的输电线路可以承载更大的电流。
这不仅提高了输电线路的传输能力,还能降低线路的体积和重量。
3. 减少电磁辐射:高温超导材料在电磁场中表现出较低的电阻率,这对于减少电磁辐射是非常有利的。
传统的铜导线在电流通过时会产生很强的电磁辐射,而使用高温超导材料可以降低这种辐射的程度。
4. 减少土地占用:由于高温超导材料的导体截面积相对较小,相同功率的输电线路所需的土地面积也相应减少。
这对于城市等土地资源有限的地区来说尤为有利,可以充分利用有限的土地资源进行电力传输。
高温超导材料应用
▪ 高温超导材料的发现历程
1.1986年,瑞士科学家贝德诺尔茨和米勒首次发现了铜氧化物 高温超导材料。 2.随后,全球范围内的研究人员开始了高温超导材料的探索和 研究。 高温超导材料的发现历程是一个充满挑战和惊喜的过程,这个 过程的不断发展和进步,为高温超导材料的应用奠定了基础。
高温超导材料简介
▪ 高温超导材料的制备工艺
高温超导材料的挑战
1.材料制备难度大:高温超导材料的制备需要高精度、高难度的工艺,成本较高,且产量有限,难 以满足大规模应用的需求。 2.稳定性问题:高温超导材料在高温、高磁场等极端条件下的稳定性有待提高,长期使用可能会出 现性能下降等问题。 3.机理研究不足:高温超导材料的超导机理尚未完全清楚,需要进一步深入研究,以便更好地理解 和控制材料的超导性能。
高温超导材料的前景
1.应用前景广阔:高温超导材料在电力、交通、医疗等领域有着广泛的应用前景,有望提高能源利 用效率、提升设备性能、缩小设备体积等。 2.研究进展迅速:随着科学技术的不断进步,高温超导材料的研究已经取得了很大的进展,未来有 望获得更多的突破和成果。 3.产业化趋势明显:随着高温超导材料制备技术的不断提高和成本的降低,高温超导材料的产业化 趋势越来越明显,未来有望成为重要的新兴产业。
高温超导材料应用
目录页
Contents Page
1. 高温超导材料简介 2. 高温超导材料的特性 3. 高温超导材料的制备工艺 4. 高温超导材料在电力系统的应用 5. 高温超导材料在交通运输的应用 6. 高温超导材料在磁悬浮技术中的应用 7. 高温超导材料的挑战与前景 8. 结论与展望
高温超导材料应用
1.高温超导材料的制备工艺主要包括固相法、溶胶-凝胶法、化学气相沉积法等。 2.不同制备工艺对材料的微观结构和性能有着重要影响。 高温超导材料的制备工艺是一个复杂而精细的过程,需要严格控制各个工艺参数, 以保证得到高质量的高温超导材料。不同的制备工艺会对材料的微观结构和性能产 生重要影响,因此选择合适的制备工艺对于高温超导材料的应用至关重要。
高温超导工程材料的研发与应用
高温超导工程材料的研发与应用随着科学技术的不断发展,高温超导工程材料逐渐成为研究的热点之一。
这些材料具有在相对较高温度下表现出超导性能的特点,为实现能源传输和储存、磁悬浮交通等领域的科技进步提供了巨大的潜力。
本文将探讨高温超导工程材料的研发和应用,旨在探索高温超导技术在现代工程中的潜在应用。
一、高温超导工程材料的研发1. 研发目标和挑战研究人员致力于寻找新型高温超导材料,以提高超导材料的临界温度和超导电流密度。
目前,已有许多具备高临界温度和较高超导电流密度的材料被发现,如铜酸盐类和铁基超导材料。
然而,这些材料在复杂的环境中和大尺寸应用中的性能仍然面临许多挑战。
2. 研发方法和技术在高温超导工程材料的研发过程中,主要采用的方法包括杜瓦克方法、熔盐法和化学气相沉积法等。
这些方法能够在材料的微观结构和组分上进行精确控制,以获得具有高超导性能的材料。
3. 研发应用领域高温超导工程材料可以应用在能源传输、磁悬浮交通、医疗设备等领域。
在能源传输方面,高温超导材料可以实现输电线材的高效传输,降低能源损耗;在磁悬浮交通方面,高温超导材料可以用于轨道和磁悬浮列车的制造,大大提高列车的速度和运行效率;在医疗设备方面,高温超导材料可以应用于核磁共振成像(MRI)中,提供更高分辨率的图像。
二、高温超导工程材料的应用1. 能源传输和储存高温超导材料在能源传输和储存方面有着广阔的应用前景。
传统的输电线材存在能源损耗的问题,而高温超导材料可以实现无损耗的电能传输。
此外,高温超导材料还可以应用于超导电能储存系统,实现对能源的高效利用。
2. 磁悬浮交通磁悬浮交通是一种基于超导材料的新型交通方式,能够实现高速、无摩擦的运行。
高温超导材料的应用可以大幅度提高磁悬浮列车的速度和运行效率,同时减少能耗和环境污染。
3. 医疗设备高温超导材料在医疗设备领域的应用主要体现在核磁共振成像(MRI)。
由于高温超导材料具有良好的超导性能和磁性特性,可以用于制造更高分辨率和更快速度的MRI设备,提高医疗诊断的准确性和效率。
高温超导材料研究及应用
高温超导材料研究及应用引言高温超导材料的发现和应用,是超导技术领域中的一大突破。
20世纪80年代,高温超导材料首次发现于普通温度下,开创了超导材料制备的新时代。
高温超导材料因具有低电阻、强磁性、高传输电流密度等优点而备受关注,也被广泛应用于各个领域。
本文将系统地介绍高温超导材料的研究进展、特性及其应用。
一、高温超导材料的研究进展高温超导材料属于铜氧化物超导体系,与低温超导体系不同,其超导特性与晶格的输运有关,其相变温度高,一般在液氮温度(77K)以上,目前最高的属于氧化镧系列,可以达到135K。
高温超导材料研究始于20世纪80年代,该领域的突破取得了很多里程碑式的成果,以下为一些代表性的事件:1. 1986年,康普顿等人在氧气气氛下对氧化铜粉末进行了热处理,制备出了具有超导性能的样品。
这一发现拉开了高温超导材料研究的序幕。
2. 同年,霍尔与穆勒等人在YBa2Cu3O7材料中发现了高温超导现象,发现温度可以达到90K,这一事件是高温超导材料发展的里程碑式事件。
3. 1987年,约翰·巴德因在研究金属合金过程中,发现了一种新的金属氧化物超导材料Bi2Sr2CaCu2O8(BSCCO-2212),其耐高温性能远远优于前人研究成果。
4. 1993年,日本和美国的科学家分别在氧化铋中发现了高温超导现象,相变温度分别为110K和92K。
这一发现意味着高温超导材料的研究又迈上了一个新台阶。
以上事件仅是高温超导材料研究进展的冰山一角,目前,高温超导材料的研究正在不断深入,研究重点越来越多的转向超导机制、材料制备工艺及成分优化方面。
二、高温超导材料的特性1. 低电阻性能高温超导材料的最大特点是具备低电阻性能,当低温特定一档时,超导材料内的电阻将几乎为零,电流可以自由流动,材料具有极强导电性能。
2. 强磁性因为高温超导材料的超导能力强,因此具备较强的磁场排斥作用。
在外部磁场下,高温超导材料可以表现出强磁性。
高温超导材料应用
高温超导材料应用在现代科学和技术领域中,高温超导材料的应用正变得越来越重要。
高温超导材料具有极低的电阻和超导性能,可以在较高的温度下实现超导状态。
这一特性使得高温超导材料在能源传输、磁悬浮、医疗诊断等领域有着广泛的应用前景。
本文将详细探讨高温超导材料的应用,并介绍其在不同领域中的重要性。
一、高温超导材料的定义和特性1.1 定义高温超导材料是指能在相对较高的温度下实现超导状态的材料,通常是指临界温度超过液氮沸点 (-196℃) 的材料。
1.2 特性高温超导材料具有以下几个主要特性: 1. 低电阻:高温超导材料的电阻接近于零,可以实现电流的高效传输。
2. 高临界温度:相较于常温超导材料,高温超导材料的临界温度更高,更易被实际应用。
3. 强磁特性:高温超导材料具有较强的抗磁性,可以用于制造超导磁体等。
二、高温超导材料在能源传输中的应用高温超导材料在能源传输领域中具有巨大的潜力。
传统能源传输系统中,由于电阻的存在,能源会在输送过程中产生大量的能量损失。
利用高温超导材料,可以有效降低能源损失。
2.1 高温超导电缆高温超导电缆可以用于输送大电流的能源,如电力输送和工业用电。
高温超导电缆的低电阻特性使得能源传输更加高效,减少了能源损失,节约了大量资源。
2.2 能源存储系统利用高温超导材料可以制造高效的能源存储系统,如超导电感和超导电容。
这些系统可以存储更多的电能,并在需要时释放出来。
高温超导材料的高临界温度和强磁特性使得这些能源存储系统更加可靠和高效。
三、高温超导材料在磁悬浮中的应用高温超导材料在磁悬浮技术中具有重要的应用价值。
磁悬浮技术通过利用超导材料的磁性和超导性,实现了物体在磁场中的悬浮和运动。
3.1 磁悬浮列车利用高温超导材料,可以制造出更强、更稳定的超导磁体,用于磁悬浮列车的悬浮和推动。
超导磁体的高磁场强度和零电阻特性使得磁悬浮列车能够以更高的速度进行运行,大大提高了交通运输效率。
3.2 磁悬浮离心机高温超导材料可以用于制造磁悬浮离心机,用于医学和科学研究中的离心分离。
高温超导材料及其应用领域
高温超导材料及其应用领域高温超导材料是一类具有特殊电性能的材料,其在相对较高的温度下能够表现出零电阻和迅速的磁场排斥效应。
这种特殊的超导现象使得高温超导材料具备了广泛的应用潜力,并在能源、电子学和医学等领域引起了极大的关注。
本文将着重介绍高温超导材料的特性、制备方法以及在能源储存、输电和磁共振成像等应用领域中的前景。
高温超导材料的特性导致了它们具有广泛的应用潜力。
相较于传统的低温超导材料,高温超导材料的关键转变温度很高,通常在液氮温度(77K)以上,甚至高达液氧温度(90K)以上。
这意味着高温超导材料不需要极低的工作温度,降低了制冷设备的成本和复杂性,使得实际应用更为便捷。
此外,高温超导材料还具备极高的电导率、高的临界电流密度以及极强的磁场抗性能,这使得它们在能源储存和输电方面具备了巨大的潜力。
高温超导材料的制备方法主要分为两种:第一种是氧化物超导材料的合成,常见的代表是铜基氧化物超导体。
这类材料通常通过固相反应、溶胶-凝胶法或高温反应等方法制备。
第二种是铁基超导材料的制备,这类材料相对较新,具有较高的超导转变温度和较好的机械性能。
制备方法主要包括固态反应、溶液法和脉冲激光沉积等。
高温超导材料的制备方法还在不断的改进和发展中,以进一步提高其性能和降低制备成本。
在能源储存方面,高温超导材料的零电阻特性使得其在超导储能器件中具备巨大的优势。
通过将高温超导材料制成线圈,可以实现高能量密度和高功率密度的储能系统。
这种超导储能系统可以应用于电动汽车、再生能源储能以及大规模能源储存等领域,有效提高能源利用效率和储能系统的性能。
在输电方面,高温超导材料的高电流密度和磁场抗性能使其成为一种理想的输电线材材料。
传统的输电线材通常会因为电阻而导致能量损耗和热量产生,而高温超导材料的零电阻特性能够有效地解决这一问题。
与传统线材相比,高温超导线材在输电过程中能够节省大量的能源,并且可以实现更长的输电距离。
因此,在大规模电力输送项目中,高温超导技术有望得到广泛应用。
高温超导材料在能源领域中的应用
高温超导材料在能源领域中的应用引言:随着全球对清洁能源需求的不断增长,寻找高效、可持续的能源解决方案已成为全球关注的焦点。
在这个背景下,高温超导材料的应用被认为是一种具有巨大潜力的能源方案。
本文将介绍高温超导材料在能源领域中的应用,包括能源传输、能源存储和能源转换等方面。
一、能源传输1. 高温超导材料在电力传输中的应用高温超导材料具有零电阻和极高的电流密度特性,使其成为电力传输领域的理想选择。
通过使用高温超导材料作为输电线路的核心材料,可以实现高效、低能耗和低损耗的电力传输。
此外,高温超导材料还可以大幅度减少输电线路的体积和重量,提高输电效率和系统可靠性。
2. 高温超导材料在电能储存中的应用能源储存是解决可再生能源不稳定性和不连续性的关键问题。
高温超导材料可以用于制造超导磁能储存器,通过将电能转换成磁能并储存起来,再需要时再将磁能转换回电能。
与传统的化学能储存方式相比,超导磁能储存器具有高效、高密度和长寿命的特点,为能源储存提供了一种新的解决方案。
二、能源存储1. 高温超导材料在电池技术中的应用高温超导材料可以作为电池正极材料的一种选择,具有高能量密度和长寿命的特点。
凭借其独特的超导性能,高温超导材料在锂离子电池和钠离子电池等能源存储装置中可以提高充放电效率,并延长电池的使用寿命。
此外,高温超导材料还可以用于制造超级电容器,具有高容量和快充电速度的优势。
2. 高温超导材料在氢能存储中的应用氢能被广泛认为是一种清洁、高效的能源形式,但氢气的储存与输送一直是一个难题。
高温超导材料可以通过其特殊的物理性质,在储氢方面发挥重要作用。
高温超导材料可以制备高效率的储氢材料,并提供有效的氢储存和释放手段,为氢能在能源领域的广泛应用创造了条件。
三、能源转换1. 高温超导材料在太阳能电池中的应用太阳能电池是利用太阳能直接转换为电能的装置,而高温超导材料的应用可以提高太阳能电池的效率和稳定性。
高温超导材料的超导性能和光吸收能力使其成为太阳能电池的理想选择。
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高温超导材料及应用《物理学在高新技术材料中的应用》主要内容.超导体的基本知识.超导研究的历史.高温超导体的发现和特性.铁基高温超导体新进展.超导材料的应用一、超导体的基本知识1、超导体的零电阻特性.电阻为零R=0 (Superconductor)TC:超导临界温度,T<TC, R=01911年荷兰科学家Onnes观测到Hg的电阻在4.2K突然下降为零,首次发现了超导现象。
超导环中的永久电流实验:r.10-23W.cm卡末林·昂内斯H. Kamerlingh-Onnes (1853--1926)1913年,诺贝尔物理学奖,因对物质低温性质的研究和液氦的制备而获奖。
R=0in superconductor超导体高温超导体YBCO的电阻-温度曲线2. Meissner效应Meissner效应(完全抗磁性, 理想抗磁性) 完全抗磁性是指磁场中的金属处于超导状态时,体内的磁感应强度为零的现象。
这一现象是荷兰科学家迈斯纳发现的,因此又称为迈斯纳效应。
他在实验中发现,放在磁场中的球形的锡在过渡到超导态的时候,锡球周围的磁场都突然发生了变化,磁力线似乎一下子被排斥到导体之外。
进一步研究发现,原来超导体表面能够产生一个无损耗的抗磁超导电流,这一电流产生的磁场,恰巧抵消了超导体内部的磁场。
磁感应强度B=0(超导体内)Meissner 和Ochsenfeld 1933年发现----和理想导体不同----存在一临界磁场H> HC 超导态到.正常态7完全抗磁性球体置于外磁场中的超导体会表现出完全抗磁性,即超导体内部磁感应强度恒为零的现象—称为“迈斯纳效应”Meissner 效应由于Meissner效应,磁铁和超导体之间存在很强的排斥作用,----磁悬浮右图:小磁体悬浮在超导体上。
3. 表征超导体的重要物理量.超导临界温度:Tc ~ 165 K (5万大气压), record, Hg-1223.临界磁场:Hc.穿透深度:. λ磁场在超导体表面穿透进入超导体的深度,~ 10 –100 nm.相干长度:. ζ,电子配对(Cooper对)的尺寸,~1-50nm临界电流:Jc,最大能通过的电流.超导能隙:Δ.,超导态(基态)与激发态的能量差,或者说,破坏一个Cooper对需要2Δ.的能量.Ginzburg-Landau参量:κ=λ/ζ4. Josephson(约瑟夫森)效应Φ0=2x10-7Gauss/cm2随磁通量变化类似光学衍射约瑟夫森效应(Josephson Effect)1962年,Josephson 预言超导电子对隧道效应,并被实验证实,在Josephson效应基础上形成“超导电子学”。
1962年,英国剑桥大学超导物理学家皮帕德(A.B.Pippard)的研究生,年仅22岁bd_josep.1973 Nobel Prize for Physics(with Leo Esaki and IvarGiaever)Completed the great work as apostgraduate!研究生关于约瑟夫森1969年约瑟夫森是剑桥大学的初级研究员,1965 -1966年到美国伊利诺伊大学访问,任究助理教授。
1972年成为高级讲师,1974年成为物理教授。
目前他仍然在剑桥大学卡文迪什实验室(物理系)的凝聚态研究组工作,负责“心物统一项目”的研究工作,即从事一些不被主流科学界认可的“特异功能”研究,特别是对“遥视”的研究。
60年代末,他离开了主流科学领域,从事实智能、意识、超心理学的研究。
他个人兴趣广泛,爱好登山、滑冰、摄影和天文学。
在漫长的超心理学研究中,他可没有象在超导研究中那么幸运,至今他仍然被科学界视为端。
1994年8月12日约瑟夫森在《泰晤士报高教增刊》(Times Higher Education Supplement)上著文为科学上的异端作了辩护,特别提到大剂量服用维生素C、反引力和意念致动问题。
他的观点很明确,总是为“弱者”辩护,并极力抱怨他们受到了科学界不公正的待遇。
超导量子干涉仪(SQUID)Φ0=2x10-7Gauss/cm25、超导理论:Bardeen、Cooper、Schrierfer理论(BCS理论)1986年发现的铜氧化物超导体的超导电性不能用BCS理论解释6、超导体的分类I 类超导体:Pb, Sn, Hg等单质金属B.Bc超导态.正常态Bc一般很小, 中间态概念I.Ic超导态.正常态Ic一般很小(通常无用)第一类超导体.在超导态是理想的抗磁体(Meissner态)。
HC:临界磁场当H>HC, 转变为正常态超导态完全抗磁性正常态一些元素的超导临界温度Pb 7.2 K La 4.9 K Ta 4.47 K Hg 4.15 K Sn 3.72 K In 3.40 K Tl 1.70 K Rh 1.697 K Pr 1.4 K Th 1.38 K Al 1.175 K Ga 1.10 K Ga 1.083 K Mo 0.915 K Zn 0.85 K Os 0.66 K Zr 0.61 K Am 0.6 K Cd 0.517 K Ru 0.49 KTi 0.40 K U 0.20 K Ha 0.128 K Ir 0.1125 K Lu 0.1 K Be 0.026 K W 0.0154 K Pt 0.0019 K Rh 0. K已知的超导元素超导体的分类.第II类超导体两个临界磁场HC1、HC2H.Hc1Meissner态,完全抗磁通B=0Hc1 .H .Hc2混合态,磁通格子态磁通量子、磁通钉扎、流动、蠕动。
H.Hc2正常态理想第II类超导体、非理想第II类超导体第二类超导体相图Meissner态混合态正常态HC1当HC1<H<HC2,处于混合态,磁通部分穿透进超导体,抗磁性不完全。
在混合态的磁通线有规律地排列成三角或四方格子,称为磁通格子。
HC2TH混合态NbSe2, STM.1957年,苏联物理学家阿布里科索夫提出存在第二类超导体,其主要特点是存在下临界场Hc1和上临界磁场Hc2。
.当材料处于H <Hc1的外加磁场中时,材料为完全超导态;.当Hc1<H<Hc2时,材料处于部分超导态,材料内部出现许多细小的管状正常态区域——有磁场通过——称为磁通线;---混合态当H > Hc2, 变成正常态.Mixed State, vortices混合态涡流II类超导体磁通穿透合金及化合物超导体Cs3C6040 K (Highest-Tc Fulleride) MgB239 K Ba0.6K0.4BiO330 KNb3Ge 23.2K Nb3Si 19K Nb3Sn 18.1K Nb3Al 18KV3Si 17.1K Ta3Pb 17K V3Ga 16.8K Nb3Ga 14.5KV3In 13.9K Nb0.6Ti0.49.8 K (First superconductive wire) Nb 9.25KTc 7.80K V 5.40 KNote: These 3 are the only elemental Type 2superconductors.HoNi2B2C 7.5 K (Borocarbide)Fe3Re26.55K GdMo6Se85.6K (Chevrel) CoLa34.28KMnU6 2.32K (Heavy Fermion) AuZn3 1.21KNote: The above 6 compounds contain elements thatare ferromagnetic or anti-ferromagnetic (asoxides). This makes them very reluctant (andunusual) superconductors. See the "Atypical" pagefor more.Sr.08WO3 2-4 K (Tungsten-bronze)Tl.30WO3 2.0-2.14 K (")Rb.27-.29WO31.98 K (")AuIn30.00005 KHigh-Tc cuprates: Tc, max ~ 135 K (常压), 165 K (高压)Fe(Ni) pnictides: Tc, max ~ 56 K二、超导研究的历史过程1、1986年以前超导研究过程.1911年Onnes发现Hg在4.2K电阻突然下降为零.1933年Meissner效应的发现.1911-1932年间, 以研究元素的超导电性。
Hg、Pb、Sn、In、Ta…..1932-1953年,发现了许多具有超导电性的合金。
如Pb-Bi,NbC,MoN,Mo-Re……..1953-1973年,发现了一系列A15型超导体和三元系超导体。
如Tc.17K的V3Si,Nb3Sn;特别是Nb3Ga,Nb3Ge Tc.23.2K其中1957年提出了BCS理论(1972年诺贝尔物理奖)1962年发现了Josephson效应(1973年诺贝尔物理奖)2、1973-1986年.超导临界温度的提高,停滞不前。
Tc=23.2K Nb3Ge (1973年发现)非常规超导体研究得到了蓬勃发展重Fermi子超导体非晶态超导体低载流子密度超导体磁性超导体低维无机超导体超晶格超导体有机超导体三、高温超导体研究的重大突破1986年Müller 和Bednorz 发现高温超导体1986.1 La2-xBaxCuO4 35K1987.2 YBa2Cu3O7 90K1988.1 Bi-Sr-Ca-Cu-O 80K,110K1988.3 Tl-Ba-Ca-Cu-O 130K1992 Hg-Ba-Ca-Cu-O 135K(几万个大气压165K)高温超导体的机理研究.1987年两人获得诺贝尔物理学奖高温超导体难以用BCS理论解释超导转变温度Tc大大超出BCS理论极限40K;正常态非常反常(T > Tc)不符合通常金属的理论—郎道费米液体理论高温超导体是强关联电子体系.超导能隙.具有强的各向异性–d波对称性.奇怪的同位素效应:BCS理论给出:Tc ∝M-α., α.=0.5, M为同位素质量高温超导体:α.~ 0高温超导体的结构.在结构上看,是类钙钛矿结构, 铜和氧在ab方向上形成了CuO2平面, 层状结构特性. .CuO2平面是导电平面,是主要的.电子特性具有准二维特性..有人说:只要有CuO2平面和可移动的载流子,就必定是个超导体高温超导体是II类超导体.La系:La2-xXxCuO4(X=Ca, Sr, Ba) (也称214相).Y系:YBa2Cu3O7 (也称123相),Y可用其它稀土元素替代。