超導(dǎo)材料是指具有在一定的低溫條件下呈現(xiàn)出電阻等于零以及排斥磁力線的性質(zhì)的材料。 超導(dǎo)體的基本特性 1. 零電阻效應(yīng) 在特定的溫度下材料的電阻突然消失的現(xiàn)象稱為超導(dǎo)(電)現(xiàn)象,材料失去電阻的狀態(tài)稱為超導(dǎo)態(tài),存在電阻的狀態(tài)稱為正常態(tài)。具有超導(dǎo)態(tài)的材料稱為超導(dǎo)材料。零電阻效應(yīng)是超導(dǎo)態(tài)的一個(gè)基本特征。 2. 邁斯納效應(yīng) 處在超導(dǎo)態(tài)的物體完全排斥磁場,即磁力線不能進(jìn)入超導(dǎo)體內(nèi)部,這一特征叫完全抗磁性,通常也叫做邁斯納效應(yīng),是超導(dǎo)態(tài)的另一個(gè)基本特征。 3 同位素效應(yīng) 材料由正常態(tài)轉(zhuǎn)變到超導(dǎo)態(tài),其晶體結(jié)構(gòu)不變,而同位素的差別主要在于原子核的質(zhì)量。因此,超導(dǎo)材料中的同位素效應(yīng)表明了傳導(dǎo)電子與晶格振動(dòng)的相互作用是很重要的問題,該效應(yīng)為探明超導(dǎo)轉(zhuǎn)變的微觀機(jī)制提供了一條重要線索。通常我們也可以用同位素效應(yīng)來鑒別材料的超導(dǎo)電性。 低溫超導(dǎo)材料 低溫超導(dǎo)材料是具有低臨界轉(zhuǎn)變溫度(Tc<3OK=在液氦溫度條件下工作)的超導(dǎo)材料,分為金屬、合金和化合物。具有實(shí)用價(jià)值的低溫超導(dǎo)金屬是Nb(鈮),Tc為9.3K已制成薄膜材料用于弱電領(lǐng)域。低溫超導(dǎo)材料一般都需在昂貴的液氦環(huán)境下工作,由于液氦制冷的方法昂貴且不方便,故低溫超導(dǎo)體的應(yīng)用長期得不到大規(guī)模的發(fā)展。 高溫超導(dǎo)體材料(HTS): 高溫超導(dǎo)體材料具有比低溫超導(dǎo)體更高的臨界磁場和臨界電流,是更接近實(shí)際應(yīng)用的超導(dǎo)材料,特別是在低溫下的性能比傳統(tǒng)超導(dǎo)體高得多??昭ㄅ鋵?duì)是高溫超導(dǎo)體的一個(gè)基本特征。 高溫超導(dǎo)材料又分為氧化物超導(dǎo)體(如YBa2Cu3O7-x),非晶超導(dǎo)材料,復(fù)合超導(dǎo)材料(如超導(dǎo)線帶材料),重費(fèi)米子超導(dǎo)體(如CeCu2Si2)和有機(jī)超導(dǎo)材料(如富勒烯等修飾的化合物)。 應(yīng)用舉例: 磁懸浮列車 超導(dǎo)磁體 磁懸浮概念沙發(fā) 超導(dǎo)磁流體發(fā)電機(jī) 超導(dǎo)計(jì)算機(jī) 超導(dǎo)量子干涉儀 歐洲大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)LHC上的高能粒子探測器和強(qiáng)制加速隧道,其中都用到了超導(dǎo)磁體 位于合肥的超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置 高溫超導(dǎo)輸電線和帶材 |
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