超导材料的制备与应用

超导材料的制备与应用

学号：101180142032 姓名：张敬

[内容提要]

本论文主要从几方面论述超导体材料的几种先进的制备方法及其在相关领域的应用

[关键词]

超导体制备应用

1911年，卡麦林·昂尼斯(Kamerlingh Onne)发现汞在低温下具有“零”电阻的“超导电性”，从而使人类开创了超导新纪元。

谈论到超导体材料人们最先想到的应该都是其在输电线路方面的应用，目前全世界都在提倡节能减排，由于化石燃料的燃烧带来的大气污染越来越严重，减少能源浪费也成为大势所趋。而解决能源浪费的一个极其有效的手段就是研究超导材料从而能应用于实际输电网络中，减少输电过程中的能耗。

近期在英国科学杂志《SuperconductorScience and Technology》上发表了一篇文章是关于日本九州工业大学名誉教授松下照男在现有低温超导输电电缆的基础上，通过改善电缆制造过程中超导线材的缠绕方法，成功开发了阻抗更小的高效超导输电电缆。

目前大量使用输电电缆，由于存在相对较大的电阻，在输电过程中会损失一定电能。

为了减少这种损耗，一些国家开发了利用液态氮形成负190℃左右的低温环

境，使用超导材料的超导输电电缆，但超导输电电缆在使用时会在超导线材电流的垂直方向上产生磁场，增加了输电电缆的损耗。松下照男在直流输电超导电缆的基础上，开发出通过计算使电缆洞质芯线周围各层超导线材的磁场方向与电流方向平行的缠绕方法，有效改善了超导输电电缆的传输性能。研究结果表明，在相同条件下，新型高效超导输电电缆承载的电流是传统超导输电电缆的3倍，是普通铜质电缆的20一30倍。这一成果将有效提高长距离大容量直流输电网的输电效率，为未来新型电网的建设提

供有力支撑。

高温超导材料在能源、交通、医疗、科学仪器、国防、信息、

农业、环保和材料制备等多方而具有重要的应用价值，其中高

温超导强电应用技术主要包括高温超导磁体技术和高温超导

电力技术两个方而。

高温超导磁体技术主要应用于大型科学工程、工业交通、

医学生物以及其他方而，其中超导核磁共振技术(MRI)山于其具有的高场强、高性噪比等特性，使其已经广泛应用于医疗机械中，依靠其能够拍摄心脏脑部的活动及进行血管造影。

高温超导电力技术的应用对提高电网容量、电能质量、供高温超导输电电缆被认为是实现高温超导电力应用最有希望的领域之一。

超导技术的发展给电力系统的技术带来质的飞跃，许多过去无法实现的电工装备山于采用超导技术而成为现实，或即将成为现实。超导磁体山于其具有能耗低、体积小、重量轻等优点，展现出极大的优势。例如，它可以在大空间内产生强磁场而几乎小消耗电能，从而为一些高技术，如核聚变、磁流体发电等实际应用创造了有利条件。另外，目前常规的电工装备如果采用超导技术，小仅将大大改善其性能，而且还可极大地节省电能。目前，超导电工技术己成为国际科技发展的前沿领域，开展超导电工技术的研究符介我国国民经济发展的需要厂

2超导技术在智能电网的应用

温度'I'r

图1超导材料的临界参数

电可靠性和女

全性具有重要

意义，包括输电

电缆、限流器、

电动湘L、发电

湘L、变压器、超

导储能系统等

Hr在内的一系列

高温超导产品

将给电力技术

的发展、人类的

文明产生深远

的影响，其中，

在当前世界能源短缺危机日益严重的大背景下，有鉴于

电力基础设施是全球最大价值的物质设施，也是可以最大限

度实现能源效率提高的平台，发展智能电网将是关系到国家

女全、经济发展和环境保护的重要举措。

通过全而改造现有的电力系统，将构建高效、自愈、经济、兼容、集成和女全的智能电网。有了智能电网的支撑，在发电领域，可接入更多分布式新能源发电和远距离大规模可再生

能源发电，减少对以化石能源为主的传统能源的依赖;在输配

电领域，新型输配电设备的使用将降低输电损耗，提升跨大区经济调度和资源优化配置的能力，以及增强电网的抗攻击、快速反应和自愈能力;在用电领域，动态电价和智能用电设备将

使用户更充分地利用新能源，提高资源利用效率并实现引导

负荷跟随发电能力波动的功能，增强电网运行的女全性。智能电网的实施将优化能源结构、转变能源供给方式、提高能源利用效率，并为国家能源女全提供保障。同时，智能电网的建设和运行，将带来大量新的工业、商业增长点，在我国产业结构调整、升级的大背景下，智能电网是继新能源汽车之后的又一重量级新兴产业规划。另外，发展智能电网将在多个相关领域推动科技创新，提高我国的科技实力。最后，以智能电网为平台所组成的分散决策机制将为电力市场的良性运作提供保

证，并推动电力市场改革的进一步深入。而超导技术的发展为2010.1(总第118期)

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