固体物理论文超导的应用

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1、g体物理论文-超导的应用学院：物理与电气工程学院专业：物理学班级：10级学号：101101086姓名：仲小亚超导的应用主要有：①利用材料的超导电性可制作磁体，应用于电机、高能粒子加速器、磁悬浮运输、受控热核反应、储能等；可制作电力电缆，用于大容量输电（功率可达10000MVA）;可制作通信电缆和天线，其性能优于常规材料。②利用材料的完全抗磁性可制作无摩擦陀螺仪和轴承。③利用约瑟夫森效应可制作一系列精密测量仪表以及辐射探测器、微波发生器、逻辑元件等。利用约瑟夫森结作计算机的逻辑和存储元件，其运算速度比高性能

2、集成电路的快10〜20倍，功耗只有四分之一。超导在强电方面的应用由于传统的电力输送过程中，送电、变电、配电的每一步都有电阻存在，大量的电力在输送过程中被白白浪费了，而且为了实现远距离送电，为了克服电阻还要用非常高的电压。而使用超导体输送电力既安全又省钱，一旦成功，将彻底改变目前电力工业的状况。在高温超导热的年头，室温超导似乎呼之欲出，如果使用室温超导体送电，不需要液氣，其优点是十分明显的。超导在强磁方面的应用由于用超导体可以实现磁体所达不到的大面积的或高磁强的磁强，所以它己被广泛地运用在各个领域中。0前人

3、们己经能制造出最高达19万高斯的中小型超导磁体，如果将超导体和常规磁体以适当的方式结合使用，则己获得高达30多万高斯的磁强。目前，在一些己经建成的或正在建设的大型加速器中，也己经使用了或正准备使用超导磁体。在能源方面，聚变反应能释放出更多的能量。而为了使核聚变反应持续进行，必须将处于1亿度到2亿度高温的等离子体高密度的约束起来，在如此高温的情况不，任何约束它的容器都会被熔化或气化。后来，人们想到用磁强作为一个“磁笼”的话，就可以把高温等离子约束起来。要造成这种高达几万甚至几十万高斯以上的强磁强，当然只能依

4、靠超导体了。利用超导约瑟夫森效应随着60年代约瑟夫森效应的发现，超导体在弱磁强、弱电流的电子器件中也获得了广泛的应用。利用约瑟夫森效应制成的各种器件，具有灵敏度高、噪声低、响应速度快和损耗小等一系列优点，在某种意义上甚至可以说，超导电子学的出现也给电子工业带来了一场革命。由于约瑟夫森效应对电和磁的变化反应非常灵敏，它可以用于精密计量中。例如，它可以用来监视电压基准。超导贮能超导贮能与其他贮能技术相比有许多优点，贮能密度大，贮能效率高（90%〜95%），释放能时没有效率损失。超导贮能技术有许多重要用途，它在

5、节约电能、提高电网稳定性和调节电力系统尖峰负荷方面有重要作用；它还可作为宇宙站的电源，也可作为受控热核反应、激光武器、粒子束武器和电磁轨道炮等的脉冲电源。超导发电将常规发电机的转子以超导线圈替代则形成超导同步发电机。超导发电机与常规发电机相比，具有以下优点：机械与通风损耗少，虽然增加了冷却系统的功率损耗，但整个发电系统的损耗只是常规发电机的一半儿，使超导发电机的效率提高0.5%〜0.8%（常规发电机效率98%,超导发电机效率99%）。基础科学利用超导装置可以正确测量磁场强度，磁通量、电流、电压、电磁能等许

6、多物理量，而且这种仪器分辨能力极高，如超导量子干涉仪可以正确测量人的心磁、脑磁以及地磁.普通超导体的最大应用市场是在低温物理研宄领域，首先应用于探测器、焊接设备及粒子加速器.者的研究热点。总结：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技术也会取得秉大突破，但超导材料的基础研宄还面临一些挑战。H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。随着高温超导材料的幵发成功，超导材料将越来越多地应用于尖端技术中，因此超导材料技术有着重

7、大的应用发展潜力，可解决未来能源、交通、医疗和国防事业中的重要问题。随着超导技术的不断发展，新的超导材料不断被发现，已有的超导材料不断被改善，超导材料的应用将越来越显示出自己的潜力，21世纪超导材料必将得到更广泛的研究和应用。目前，各国都在进行超导磁体和超导电子学两方面的研宄，人们估计这两相方面将是高温超导体实用化的突破口，一旦出现突破，它将迅速渗透到能源、材料、激光、高能物理工程、空间技术、交通运输、计量技术、电子技术、医疗工程和地质科学等各个领域，人们将生活在真正的超导世界里。虽然超导现在应经广泛的应

8、用于国民生活的各个领域，且具有广阔的应用前景，但其进一步应用受到理论的限制，未來超导的研究方向将是用实验验证理论，用理论指导实践，不断地丰富和发展超导理论，使其更好的为超导的实际应用服务。