高温超导材料ppt课件.ppt

1、姓名：罗煌，编号：162060025，高温超导材料，1。演示，1。什么是高温超导体？高温超导材料是一种临界转变温度高、能在液氮条件下工作的超导材料。这种材料有很好的性能，被广泛使用。这是一种氧化物材料，主要由铜组成，具有陶瓷特性。同时，也有无铜高温超导材料，主要是钡-钾-铋-氧体系。高温超导材料具有其他普通材料所不具备的特殊性质，如零电阻、完全抗磁性和宏观量子效应，使得高温超导材料广泛应用于生活和生产的各个领域。1.什么是高温超导体？如果这种新材料预示着新事物的到来，世界将很快看到超导体的实际应用，并给医学、技术、运输和能源领域带来改进。耐高温超导体已经在当前的医疗技术中找到了实际应用，例如磁

2、共振成像和超导量子干涉器件。依靠电力悬浮的磁悬浮列车也依靠耐高温超导材料来工作。超导磁悬浮，1。什么是高温超导体？高温超导体的独特特性使其有可能广泛应用于各个领域。然而，由于早期超导体存在于极低温度的液氦中，超导材料的应用受到极大的限制。人们一直在探索高温超导体。从1911年到1986年，在75年的时间里，它从4.2千汞柱增加到23.22千铌锗柱，只增加了19千.1986年1月，瑞士苏黎士美国国际商业机器公司的科学家伯诺斯和缪勒首次发现钡、镧和铜的氧化物是高温超导体，将超导温度提高到30K；然后，日本东京大学工程系将超导温度提高到37K；12月30日，休斯顿大学宣布美籍华人科学家朱经武再次将超

3、导温度提高到40.2 K。第二，高温超导体的研究现状，Y123(Yb2Cu3O 7，YBCO)是研究最深入的高温超导体之一。YBCO在92K左右表现出超导性，超导相的比例极高。YBa2Cu3O7-(YBCO)在液氮温区具有较高的临界电流密度(Jc值)，在外加磁场中比Bi基超导体具有更好的性能，是当前的研究热点之一。铋超导体是继钇超导体之后研究第二好的高温超导体。硼化镁是一种新发现的超导材料。2001年，日本教授秋光春发现了硼化镁超导体。它晶体结构简单，原料成本低，超导转变温度为39K，没有“晶界弱连接”。它被认为是20 40k中等磁场的最佳超导材料。硼化镁超导体是近年来超导材料领域的研究热点之

4、一。1988年，第三种高温超导体铊基高温超导体被发现。铊的主要缺点是有毒，吸入、注射和皮肤接触对健康有害。直到20世纪90年代以后，人们才了解铊基材料的超导性。Tl系超导体是一种高转变温度的超导材料，有多种制备方法，其中Tl-2223相超导体的Tc值最高(1215K)。1993年，人们发现汞超导体与铊超导体相同，汞的毒性也影响了六溴环十二烷的发展。1995年，名古屋理工大学溶液纺丝法制备了Hg-1223(hgba 2cu 3ox)超导细丝( 250微米)，Tc值为127k，Jc(77k，0T)为103A/cm2，为汞超导体的制备开辟了一条新的途径。第三，高温超导体的制备技术，探索超导层沉积方法

5、的基本考虑是降低大规模生产的成本，包括：大型工业激光器的初始成本；管道、窗户、工作气体和流出物的运行成本采用液相技术涂覆超导层，由于沉积工艺简单，前驱体材料得到充分利用，且用于将前驱体加工成超导状态的炉的成本相对较低，因此成本远低于气相法。3.AMSC高温超导体制备技术于1995年进入第二代高温超导线材领域，旨在第一代线材的基础上进一步降低超导线材的成本，提高其性能，以满足用户随时对超导线材日益增长的需求。在LANL、ORNL、斯坦福大学、威斯康星大学和麻省理工学院的合作下，AMSC意识到RABiTS/MOD技术结合了基带和超导体处理在成本和性能方面最具吸引力的优势，是一种低成本和低规模制备超

6、导导线的理想技术。第三，高温超导体的制备技术，早期的第二代导线大多是短样品，从静态到连续的过程是一个挑战。必须改善所有材料的质量和加工环境，在沉积缓冲层时控制焊丝的加热，掌握在线张力，处理层间不同热收缩引起的应力引起的起拱和卷曲。分解和热处理炉需要多级炉。AMSC采用拉比茨/模制技术制造的10米长的第二代高温超导带材最近达到了250安/厘米宽，这是工业规模连续生产电线的世界记录，接近商业电缆应用的300安/厘米宽的要求。4毫米宽带电缆应用的最新成果是272安培/厘米宽，几乎是100安培。双面结构将翻倍至220安培，这刚刚高于目前第一代导线所达到的性能。更重要的是带材的均匀性(标准偏差4%)和四

7、个线圈连续运行的可重复性。第三，高温超导体的制备技术，加强钉扎是实现高电流密度的关键。钉扎可以通过在高温超导材料中引入与磁力线直径相似的纳米级缺陷来实现。由于这个原因，AMSC和其他单位已经引入了非常细的颗粒，称为高密度的“纳米点”，它们是分散和分布的，并且提高了磁场下的电流密度。此外，他们还找到了一种专有的方法，在MOD工艺中引入纳米点。纳米点由纳米级氧化钇或YBCO系统中非超导成分的内含物组成。钉扎的另一个重要功能是改善临界电流密度的磁场角度关系。根据钉扎缺陷的类型和取向，钉扎在不同的磁场中是不同的，这使得临界电流密度的磁场角关系变得平滑。这项重要的工作还只是刚刚开始，可以预计会有很大的改

8、进，这样第二代电线就可以在比第一代更高的温度下使用。超导技术将成为21世纪的宠儿，超导材料将渗透到成千上万的家庭。超导技术的发展、应用和普及将在世界能源中发挥不朽的作用，每年将为世界节省不必要的边际损耗。如果能够使用超导材料，每年的能源消耗将是不可估量的。如果这些能源得到合理利用，对于人类的发展来说，这不是微不足道的，或者如果用于消耗这些能源的不必要的资金被用来支持那些正在遭受痛苦和迫切需要援助的国家和人民，这是非常重要的。超导材料的普及必然是一场材料革命，其意义不亚于其他科技革命。发展前景第一代超导线材氧化铋线材已达到商业水平。东京电力公司已经成功生产了一条100米长、3相、66千伏的超导电

9、缆，美国不久将进行一条100米超导电缆的安装测试。日本正在加紧研究和开发高性能超导电缆、超导变压器、超导限流器和超导储能装置等。预计在五年内达到目标。超导性超导技术的应用将越来越造福于人类，对超导机制的进一步认识将对凝聚态物理及相关边缘学科的发展产生深远的影响。各国政府，尤其是工业化国家的政府，大力支持超导研究并为此投入巨资。这些国家的大公司迅速引进研究成果，并迅速将其转化为生产力，这有利于超导技术的发展。这也表明政府、企业、超导专家和研究人员已经就超导将发挥的作用达成共识。超导技术将在21世纪发挥重要作用。从高温超导材料的研究来看，经过我国近几年的努力，超导材料已经开始大规模的生产和利用。中国是超导技术研究的早期国家，也有自己的优势。但是，要想取得更