《超导材料》word版

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1、超导材料百科名片  超导材料具有在一定的低温条件下呈现出电阻等于零以及排斥磁力线的性质的材料。现已发现有28种元素和几千种合金和化合物可以成为超导体。目录名称超导材料特性1.零电阻性2.完全抗磁性3.约瑟夫森效应4.同位素效应基本临界参量1.临界温度2.临界磁场3.临界电流和临界电流密度超导材料分类1.超导元素2.合金材料3.超导化合物4.超导陶瓷超导材料应用超导材料研究历史超导科学研究1.非常规超导体磁通动力学和超导机理2.强磁场下的低维凝聚态特性研究3.强磁场下的半导体材料的光、电等特性4.强磁场下极微细尺度中的物理问题5.强磁场化学磁体科学和技术名称超导材料特性1.零电阻性2.完全

2、抗磁性3.约瑟夫森效应4.同位素效应基本临界参量1.临界温度2.临界磁场3.临界电流和临界电流密度超导材料分类1.超导元素2.合金材料3.超导化合物4.超导陶瓷超导材料应用超导材料研究历史超导科学研究1.非常规超导体磁通动力学和超导机理2.强磁场下的低维凝聚态特性研究3.强磁场下的半导体材料的光、电等特性4.强磁场下极微细尺度中的物理问题5.强磁场化学磁体科学和技术展开编辑本段名称　　拼音：chɑodɑocɑiliɑo　　超导材料(卷名：电工)　　英文名称：superconductingmaterial编辑本段超导材料特性零电阻性　　超导材料处于超导态时电阻为零，能够无损耗地传输电能。如

3、果用磁场在超导环中引发感生电流，这一电流可以毫不衰减地维持下去。这种“持续电流”已多次在实验中观察到。　　超导现象是20世纪的重大发明之一。科学家发现某物质在温度很低时，如铅在7.20K（-265.95摄氏度）以下，电阻就变成了零。完全抗磁性　　超导材料处于超导态时，只要外加磁场不超过一定值，磁力线不能透入，超导材料内的磁场恒为零。约瑟夫森效应　　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  相关书籍时，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

4、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。同位素效应　　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。编辑本段基本临界参量临界温度　　外磁场为零时超导材料由正常态转变为超导态(或相反)的温度，以Tc表示。Tc值因材料不同而异。已测得超导材料的最低Tc是钨，为0.012K。到1987年，临界温度最高值已提高到100K左右。临界磁场　　使超导材料的超导态破坏而转变到正常

5、态所需的磁场强度，以Hc表示。Hc与温度T的关系为Hc=H0[1-(T/Tc)2]，式中H0为0K时的临界磁场。临界电流和临界电流密度　　通过超导材料的电流达到一定数值时也会使超导态破态而转变为正常态，以Ic表示。Ic一般随温度和外磁场的增加而减少。单位截面积所承载的Ic称为临界电流密度，以Jc表示。　　超导材料的这些参量限定了应用材料的条件，因而寻找高参量的新型超导材料成了人们研究的重要课题。以Tc为例，从1911年荷兰物理学家H.开默林－昂内斯发现超导电性(Hg，Tc=4.2K)起，直到1986年以前，人们发现的最高的Tc才达到23.2K(Nb3Ge，1973)。1986年瑞士物理学

6、家K.A.米勒和联邦德国物理学家J.G.贝德诺尔茨发现了氧化物陶瓷材料的超导电性，从而将Tc提高到35K。之后仅一年时间，新材料的Tc已提高到100K左右。这种突破为超导材料的应用开辟了广阔的前景，米勒和贝德诺尔茨也因此荣获1987年诺贝尔物理学奖金。编辑本段超导材料分类超导元素　　在常压下有28种元素具超导电性，其中铌（Nb）的Tc最高，为9.26K。电工中实际应用的主要是铌和铅(Pb，Tc=7.201K)，已用于制造超导交流电力电缆、高Q值谐振腔等。②合金材料　　超导元素加入某些其他元素作合金成分，可以使超导材料的全部性能提高。如最先应用的铌锆合金(Nb-75Zr)，其Tc为10.8

7、K，Hc为8.7特。继后发展了铌钛合金，虽然Tc稍低了些，但Hc高得多，在给定磁场能承载更大电流。其性能是Nb-33Ti，Tc=9.3K，Hc＝11.0特；Nb-60Ti，Tc  超导材料性质研究=9.3K，Hc=12特(4.2K)。目前铌钛合金是用于7～8特磁场下的主要超导磁体材料。铌钛合金再加入钽的三元合金，性能进一步提高，Nb-60Ti-4Ta的性能是，Tc＝9.9K，Hc=12.4特（4.2K）；Nb-70Ti-5Ta的性能