超 导 体 - 宁夏大学.ppt

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1、超导体制作人：李凤英班级：02级化教（2）班一.超导的定义从著名的莱顿大学低温实验室里传出了一个惊人的消息：水银在零下269摄氏度的条件下，它的电阻消失了,象这样的现象就被称为超导现象。二.超导的发现高温超导陶瓷化金属材料的出现，使人们第一次可在液氮温区应用超导材料，从而引起了科学界的高度重视，成为20世纪80年代最重大的科技成果被载入史册，同时也促进了科学家们开始思考“室温超导体是否存在”的问题。自1911年荷兰物理学家海克·卡曼林·昂尼斯首次发现汞在4.2K(-268.8℃)下出现超导性能后，科学家们一直在致力于探索高临界温度的超导材料。但在发现物质具有超导性以后的最初20多年时间里，

2、由于科学家们家们始终把目光锁定在金属材料中，以致一直没有找到临界温度能超过最初发现的超导体。直到1930年，科学家发现一种化合物——氧化铝在15K的温度下能产生超导性后，豁然开悟：原来化合物的起始转变温度要高于所有元素。在此后50多年的时间里，一系列具有超导性的化合物被陆续发现，一些金属及合金的超导性能也相继被发现。到了1986年，米勒和贝德诺尔茨终于打破了寻找高温超导体的僵局：他们不仅首次使物质的超导转变温度超过30K达到了35K，而且成为大量发现高温超导体的第一例，真正向世人展示了超导体广泛应用的美好前景。1987年，美国科学家保罗·楚发现了另一种起始转变温度在-179℃的陶瓷材料。随

3、后的发现便一发不可收拾，90K、110K、125K、135K……超导转变温度的纪录不断被刷新。此时，BCS理论就较难用于解释高温超导电性了，人类对高温超导的机制研究还有待发展。由于绝大多数的有机化合物都是绝缘体，所以长期以来，在人们的观念中不会把超导性和有机固体联系起来。事实上，自1972年第一个具有金属电导性的有机晶体问世后，科学家又进入了对有机导体的研究阶段。在1979年，巴黎大学和哥本哈根大学的两位科学家合作发现了第一个有机超导体，转变温度为0.9K，它是电荷转移盐类的有机单晶。这个发现结束了人们关于有机超导体是否存在的疑虑，大大促进了有机超导体研究工作的发展。到目前为止，科学家们已

4、经发现了40多种电荷转移盐类的超导体，最高转变温度也已超过了30K。高温超导体的发现，为超导材料的广泛应用开辟了广阔前景。科学家们相信，它在研制高性能电脑、聚变反应堆、发电站及电动机等领域将会产生巨大的效益。事实上，到20世纪末，采用超导技术建造的超导发电站已经在安装之中了。三.超导及超导材料"超导"是指某些物体当温度下降至一定温度时，电阻突然趋近于零的现象。具有这种特性的材料称为超导材料。超导材料的应用近十年来，超导材料在超导输电、超导强磁场的产生、超导储能、超导体的磁悬浮列车等方面得到了广泛的应用。高温超导材料科学家们一直在努力寻找转变温度在一196℃以上的超导材料、因为高于这个温度，

5、就可以用廉价的液氮来冷却，一旦发现液氮温区超导材料，就意味着向实用化迈进了一大步。80年代后期，液氮温区超导电性的发现、在超导科学技术领域中开辟了实际应用的广阔前景，在全世界范围兴起"超导热"。在发现液氮温区超导氧化物材料中，我国科学家曾做出过重要的贡献。我国在新型高临界温度超导材料的探索，高温超导机理，铜氧化物超导材料的相关系和晶体结构，钇系、铋系和铊系超导铜氧化物材料实用成材技术、薄膜技术有关的材料科学基础性研究，高临界温度超导电性研究等领域一直保持或接近世界前沿。四.国科技50年－－超导之战电，是现代社会最重要的动力来源，人类一直在竭力追求强大电流的应用，但线路中的电阻，却是一个很大

6、的障碍。目前我国发电量的15％要浪费在输电线路上，每年损失电能达900多亿度，主要原因就是电阻。如果能把电阻降低到零，一个全新的世界将出现在我们面前。由于输电线路电力消耗的减少，我国每年节省的电能相当于现有核电站发电总量的6倍；用超导材料制造发电机，输出功率将提高20倍以上；超导磁悬浮列车实现商业运行，从北京到广州只需静悄悄的4－5个小时；用超导体制造天线，可使效率提高几百倍，传统天线将实现小型化、轻量化，在军事和民用领域都将有广阔的市场；目前，能发现刚刚出现的小肿瘤的超导核磁共振仪已经上市，从而许多肿瘤都能及时治疗。导应用已经在世界范围内开始。预计在2010年，世界超导材料将达900亿美

7、元，2020年将达2000亿美元。谁研究得快，谁就占有更多的机会。新中国成立后我国科学家在低温技术领域取得了很大进步，1959年靠自力更生实现了氦的液化，使中国具备了研究超导的基本条件，并研制出了超导线材。1987年1月，中科院物理所率先获得了48.6K的高温超导体，并观察到70K的超导现象，已经接近77K的液氮温区，前景一片光明。五.我国制成３４０米长的铋系高温超导长导线近日，清华近大学应用超导研究中心成功研制成３４０