《超导体陶瓷》PPT课件

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1、特种陶瓷材料第5章超导体陶瓷北方民族大学陆有军第5章超导体陶瓷应掌握的内容1、超导体材料的基本性质2、超导陶瓷的基本体系3、超导陶瓷的制备★教学目的和要求9/17/20212新型陶瓷材料应了解的内容：1、超导体陶瓷的发展2、超导陶瓷的应用第5章超导体陶瓷★教学目的和要求9/17/20213新型陶瓷材料本章内容：5.1历史发展5.2超导材料的基本性质5.3超导材料的基本体系及超导晶相5.4超导陶瓷的制备5.5超导陶瓷的应用第5章超导体陶瓷9/17/20214新型陶瓷材料超导（1911发现）:温度低于一定值时，材料中的电子可以自

2、由无阻地移动，形成无电阻电流——固体失去电阻。超流（1930发现）：温度低于一定值时，液体会作完全无粘滞的流动。如把液氦放在一个敞口的容器中，液氦会顺着器璧自动爬升并溢出容器外——液体完全失去粘性。第5章超导体陶瓷超导、超流—低温物理学中两个有趣的物理现象9/17/20215新型陶瓷材料本章内容：5.1历史发展5.2超导材料的基本性质5.3超导材料的基本体系及超导晶相5.4超导陶瓷的制备5.5超导陶瓷的应用第5章超导体陶瓷9/17/20216新型陶瓷材料瑞典皇家科学院03年10月7日宣布，2003年诺贝尔物理学奖授予拥有俄罗

3、斯和美国双重国籍的科学家阿列克谢·阿布里科索夫、俄罗斯科学家维塔利·金茨堡以及拥有英国和美国双重国籍的科学家安东尼·莱格特，以表彰他们在超导体和超流体领域中做出的开创性贡献。第5章超导体陶瓷★超导诺贝尔9/17/20217新型陶瓷材料第5章超导体陶瓷★超导诺贝尔阿列克谢·阿布里科索夫主页俄国/美国物理学家，美国阿贡国家实验室维塔利·金茨堡主页俄国物理学家，俄国列别捷夫物理研究所安东尼·莱格特主页英国/美国物理学家，美国依利诺大学乌班纳香槟分校物理系9/17/20218新型陶瓷材料第5章超导体陶瓷1911.4，人类首次看到超导

4、现象昂内斯发现纯汞超导相变；一年后发现锡、铅超导相变昂内斯—荷兰Leiden大学学者KamerlinghOnnes1913.3，首次使用超导电性5.1历史发展9/17/20219新型陶瓷材料第5章超导体陶瓷1911.4，Tc：20K1988.3，Tc达125K—美国1987.2，Tc达98K—美国1986.9，Tc达30K—IBM公司合成氧化物超导体5.1历史发展更正：D-O1988.1，Tc达110K—日本高温超导陶瓷9/17/202110新型陶瓷材料本章内容：5.1历史发展5.2超导材料的基本性质5.3超导材料的基本体系

5、及超导晶相5.4超导陶瓷的制备5.5超导陶瓷的应用第5章超导体陶瓷9/17/202111新型陶瓷材料5.2.1零电阻现象温度降低到某值以下时，材料电阻突然消失（电阻近似为零）的现象。第5章超导体陶瓷5.2超导材料的基本性质9/17/202112新型陶瓷材料几个概念◆临界温度Tc—超导材料从正常态向超导态转变时的温度，因此时电阻为零，亦称零电阻温度Tco。◆起始转变温度Tconset—温度上升过程中使电阻开始偏离线性时的温度。◆Rn—电阻随温度上升过程中开始偏离线性时的值；◆中点转变温度Tcm—电阻下降至起始转变点所对应电阻一

6、半处的温度◆零电阻温度Tc0—电阻变为零时的温度◆转变宽度ΔT—电阻在0.1~0.9Rn范围所对应的温度范围。超导相变—超导体从非超导态转变为超导态。第5章超导体陶瓷5.2超导材料的基本性质5.2.1零电阻现象9/17/202113新型陶瓷材料5.2.2临界电流和临界磁场临界电流Ic—超导体因电流增大出现电阻时的电流。即使超导电性破坏的最小电流。电阻的出现，使材料从超导态变到正常态。意义：临界电流密度Jc—单位截面积流过的临界电流。Jc＝Ic／A＞105A/cm2第5章超导体陶瓷5.2超导材料的基本性质9/17/202114

7、新型陶瓷材料外加磁场增至超导体出现电阻时的磁场。即破坏超导态的最小磁场。此时材料从超导态转变为正常态。2.临界磁场Hc第5章超导体陶瓷5.2超导材料的基本性质5.2.2临界电流和临界磁场JcTcHcTc、Jc、Hc三个量限制了超导范围；由三个量围成的曲面是正常态向超导态转变的临界态。三个量必须处于该曲面之下时，材料才处于超导态。Tc、Jc、Hc是约束超导现象的三大临界条件。9/17/202115新型陶瓷材料临界电流密度和临界磁场是超导陶瓷应用的重要指标应用意义：临界电流密度——表明超导材料承载电流负荷的能力。只有能承载一定负

8、荷电流的超导材料才是有用的。临界磁场——超导材料抗外界磁场干扰的能力。足够高的临界磁场是材料能在一定外磁场干扰下稳定工作的先决条件。第5章超导体陶瓷5.2超导材料的基本性质5.2.2临界电流和临界磁场9/17/202116新型陶瓷材料温度降至Tc以下，样品内部磁感应强度为零B=0的现象。此