視頻：超導(dǎo)材料超導(dǎo)陶瓷

超導(dǎo)材料和超導(dǎo)陶瓷

超導(dǎo)材料又稱為超導(dǎo)體,是在某一溫度下電阻為零的導(dǎo)體.而超導(dǎo)材料不僅具有零電阻的特性,還可以完全抗磁性.因此超導(dǎo)材料在傳輸過程中幾乎沒有能量耗損,還能在每平方厘米上承載更強(qiáng)的電流.超導(dǎo)陶瓷是一類在臨界溫度時(shí)電阻為零的陶瓷。

1911年,Heike Kamer-Onnes在溫度4.2K(-268.97℃)時(shí)用液氮冷卻汞時(shí)發(fā)現(xiàn)汞的電阻為零,發(fā)現(xiàn)了超導(dǎo)電性規(guī)律.

1973年，人們發(fā)現(xiàn)了超導(dǎo)合金――鈮鍺合金，其臨界超導(dǎo)溫度為23.2K，該記錄保持了13年。

1986年，設(shè)在瑞士蘇黎世的美國IBM公司的研究中心報(bào)道了一種氧化物（鑭－鋇－銅－氧）具有35K的高溫超導(dǎo)性，打破了傳統(tǒng)“氧化物陶瓷是絕緣體”的觀念，引起世界科學(xué)界的轟動(dòng)。

1986年底，美國貝爾實(shí)驗(yàn)室研究的氧化物超導(dǎo)材料，其臨界超導(dǎo)溫度達(dá)到40K，液氫的“溫度壁壘”（40K）被跨越。

1987年2月，美國華裔科學(xué)家朱經(jīng)武和中國科學(xué)家趙忠賢相繼在釔－鋇－銅－氧系材料上把臨界超導(dǎo)溫度提高到90K以上，液氮的禁區(qū)（77K）也奇跡般地被突破了。

1987年底，鉈－鋇－鈣－銅－氧系材料又把臨界超導(dǎo)溫度的記錄提高到125K。

1994年,朱經(jīng)武研究組在高壓條件下把Hg2Ba2Ca2Cu3O10體系的Tc提高到了164K,這一最高Tc記錄一直保持至今.

2013年， 一個(gè)馬普研究所參與的國際研究組發(fā)現(xiàn)，當(dāng)使用紅外激光脈沖照射釔鋇銅氧化物材料時(shí)，它會(huì)在室溫條件下短暫地顯示出超導(dǎo)性。

超導(dǎo)材料種類

1、超導(dǎo)元素

在常壓下有28種元素具有超導(dǎo)電性,其中鈮(Nb)的Tc最高,為9.26K.電工中實(shí)際應(yīng)用的主要是鈮和鉛(Pb,Tc=7.201K),已用于制造超導(dǎo)交流電力電纜、高Q值諧振腔等.

2、合金材料

超導(dǎo)元素加入某些其他元素作合金成分, 可以使超導(dǎo)材料的全部性能提高.如最先應(yīng)用的鈮鋯合金(Nb-75Zr),其Tc為10.8K,Hc為8.7特.

3、超導(dǎo)化合物

超導(dǎo)元素與其他元素化合常有很好的超導(dǎo)性能.如已大量使用的Nb3Sn,其Tc=18.1K,Hc=24.5特.

4、超導(dǎo)陶瓷

于1986年在鑭-鋇-銅-氧化物中發(fā)現(xiàn)了Tc=35K的超導(dǎo)電性.1987年,中國、美國、日本等國科學(xué)家在鋇-釔-銅氧化物中發(fā)現(xiàn)Tc處于液氮溫區(qū)有超導(dǎo)電性,使超導(dǎo)陶瓷成為極有發(fā)展前景的超導(dǎo)材料.

超導(dǎo)材料的應(yīng)用

由于超導(dǎo)陶瓷具有許多優(yōu)良特性，其應(yīng)用極為廣泛，它可以實(shí)現(xiàn)人們多少年來夢想的無能量損耗的遠(yuǎn)距離輸電，建造高強(qiáng)度磁場，新型發(fā)電設(shè)備等。

1.利用材料的超導(dǎo)電性可制作磁體,應(yīng)用于電機(jī)、高能粒子加速器、磁懸浮運(yùn)輸、受控?zé)岷朔磻?yīng)、儲能等;

2.可制作電力電纜,用于大容量輸電;

3.可制作通信電纜和天線,其性能優(yōu)于常規(guī)材料;

4.利用材料的完全抗磁性可制作無摩擦陀螺儀和軸承;

5.利用約瑟夫森效應(yīng)可制作一系列精密測量儀表以及輻射探測器、微波發(fā)生器、邏輯元件等.

 

 

信息來源：

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1. 超導(dǎo)陶瓷
2. 一文了解超導(dǎo)材料
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延伸閱讀：

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