超导电性的研究与应用

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1、超导电性的研究与应用摘要：超导材料是一种具有超导特性的新型材料，它在一定低温条件下能排斥磁力线并且呈现出电阻为零的现象，即具有零电阻效应与完全抗磁性。本文通过对超导电性的研宂以及对其产生的微观机理的分析，根据其性质把超导材料的应用分为强电应用、弱电应用与完全抗磁性应用三大类。综述超导在能源、运输、医疗、国防等领域的重要成用，提出超导研宄的主攻方向与发展趋势。关键词：超导体；唯象理论；迈斯纳效应；约瑟夫森效应TheResearchandApplicationofSuperconductivityAbstract:Superconductingmaterialisa

2、kindofnewmaterialswithsuperconductingproperties，itcanexcludelinesinconditionsoflowtemperature,andpresentsthezeroresistancephenomenon，namelywithzeroresistanceeffectanddiamagneticcompletely.Inthispaper，basedontheresearchofthesuperconductivityandthemicroscopicmechanismanalysis,according

3、tothenatureofthesuperconductingmaterialisdividedintohighvoltageapplication,lowandfulldiamagneticapplicationthreecategories.Reviewsuperconductivityinenergy,transportation,medical,defenseandotherfieldsimportantapplication，putsforwardthemaindirectionandtrendofdevelopmentofsuperconductin

4、gresearch.Keyword:superconductor;Phenomenologicaltheory；Meissnereffect；Josephsoneffect超导的发现与发展历程21.1超导电性的发现2超导的发展历程32.超导的唯象理论的提出33.超导微观理论的发展4超导的性质与分类62.1超导的性质62.2超导的分类72.2.1按超导的化学成分分类72.2.2按超导临界温度分类73超导的应用103.1强电应用113.1.1电力运输113.1.2超导储能装罝123.2弱电应用121约瑟夫森器件12超导测辐射热计143.3抗磁性应用143.3.1超导

5、磁悬浮列车153.3.2带有超导磁体的同步加速器16医用超导材料164研究现状与国内外发展趋势185研究的主要方向195.1提高临界电流密度205.2制备长线材21结束语22［参考文献I23诮寸25近一百年的超导科技发展史大体经过了三个阶段。1911年到1957年超导微观理论(目前通称BCS理论)问世，是人类对超导电性的基本探索和认知阶段。BCS理论是巴厂(I.Bardeen)、痒柏(L.N.Cooper)和斯里弗(J.R.Schrieffer)共同发展的低温超导理论(亦可称为低温超导理论)。1972年BCS三人共获得诺W尔文学奖，这是人类认识超导电性的基础阶段

6、；第二阶段自1958年到1985年，属于开展超导技术应用的准备阶段；第三阶段自1986年发现超导转变温度高于30K的超导材料(La-Ba-Cu-O)后，人类将逐步转入超导技术开发时代。随着人类对超导机制的认识及理论上的进步，超导材料在当今社会越来越展现出自己的价值了。经过这一百多年的发展，我们对超导电性的认识有了更进一步的了解，超导材料的制作工艺有了很大的进步。超导材料也越来越多的应用到了电力运输、军事发展以及医疗保健等各个领域了，例如我们可以将超导材料制成高压输电电缆，可以大大减小电力的损耗，也可以将超导材料运用到储能装置，制成瞬间爆发的电磁炮，可用于军事打击

7、，还可以将超导材料运用到新型计算机当中，制成超导计算机，大大提高计算机的性能。尤其是近年来纳米超导技术的快速发展以及制作工艺的日趋成熟，使得超导材料越来越受到人们的青睐了。1超导的发现与发展历程1.1超导电性的发现很久以来人们就己知道，金属的电阻率随温度的降低而减小。于是在1911年卡莫琳-昂尼斯(KamerlinghOnnes)决定研宄一下在他们所达到的新低温区内电阻变化的规律。S尼斯根据杜瓦(Dewar)的经验预期，随着温度降低，电阻率会平缓地趋于零。然而，对金属铂所做的试验却发现，铂的电阻趋于不为零的剩余电阻值，此值与铂中所含的杂质量有关，由于利用真空蒸馏

8、易于得到纯汞,他们便进一