超导材料论文
超导材料论文
超导材料论文
超导材料是一类在低温下具有零电阻和完全抗磁性的材料，具有巨大的应用潜力。
本文将对超导材料的基本原理、发展历程以及未来应用进行探讨。
首先，超导现象最早是于1911年被荷兰物理学家海克·卡梅林霍斯发现的。
在实验中，他发现当汞降至绝对零度以下时，电阻突然消失。
这一现象被称为超导现象，而这种在低温下电阻突然消失的材料被称为超导体。
超导体的发现引发了科学界对于超导现象的广泛研究，并为超导材料的发展奠定了基础。
随后，超导材料的种类不断丰富，包括铜氧化物、铁基超导体等。
其中，铜氧
化物超导体是目前研究最为深入的一类超导材料，其超导转变温度较高，为液氮温度以下。
这使得铜氧化物超导体在实际应用中具有更大的潜力，例如在磁共振成像、超导电力输电等领域有着广泛的应用前景。
除了在科学研究领域有着重要的应用外，超导材料还在能源、交通、通信等领
域具有广泛的应用前景。
例如，超导电力输电技术可以大大提高电网输电效率，减少能源损耗；超导磁悬浮技术可以应用于高速列车、磁悬浮飞行器等交通工具；超导量子比特技术可以应用于量子计算机领域，提高计算速度和效率。
未来，随着超导材料研究的不断深入，超导技术将在更多领域得到广泛应用。
例如，超导材料在医学领域的应用也备受期待，比如超导磁共振成像技术在医学影像诊断中的应用，将为医学诊断带来革命性的变革。
总之，超导材料作为一种具有巨大应用潜力的材料，其发展前景广阔。
我们有
理由相信，在不久的将来，超导材料将在更多领域发挥重要作用，为人类社会带来更多的科学技术突破和生活便利。
超导材料论文
超导材料一、超导材料的基本介绍1973年，人们发现了超导合金――铌锗合金，其临界超导温度为23.2K，该记录保持了13年。
1986年，设在瑞士苏黎世的美国IBM公司的研究中心报道了一种氧化物（镧－钡－铜－氧）具有35K的高温超导性，打破了传统“氧化物陶瓷是绝缘体”的观念，引起世界科学界的轰动。
此后，科学家们争分夺秒地攻关，几乎每隔几天，就有新的研究成果出现。
1986年底，美国贝尔实验室研究的氧化物超导材料，其临界超导温度达到40K，液氢的“温度壁垒”（40K）被跨越。
1987年2月，美国华裔科学家朱经武和中国科学家赵忠贤相继在钇－钡－铜－氧系材料上把临界超导温度提高到90K以上，液氮的禁区（77K）也奇迹般地被突破了。
1987年底，铊－钡－钙－铜－氧系材料又把临界超导温度的记录提高到125K。
从1986－1987年的短短一年多的时间里，临界超导温度竟然提高了100K以上，这在材料发展史，乃至科技发展史上都堪称是一大奇迹！高温超导材料的不断问世，为超导材料从实验室走向应用铺平了道路。
二·、超导材料的分类超导材料按其化学成分可分为元素材料、合金材料、化合物材料和超导陶瓷。
①超导元素：在常压下有28种元素具超导电性，其中铌（Nb）的Tc最高，为9.26K。
电工中实际应用的主要是铌和铅(Pb，Tc=7.201K)，已用于制造超导交流电力电缆、高Q值谐振腔等。
②合金材料：超导元素加入某些其他元素作合金成分，可以使超导材料的全部性能提高。
如最先应用的铌锆合金(Nb-75Zr)，其Tc为10.8K，Hc为8.7特。
继后发展了铌钛合金，虽然Tc稍低了些，但Hc高得多，在给定磁场能承载更大电流。
其性能是Nb-33Ti，Tc=9.3K，Hc＝11.0特；Nb-60Ti，Tc=9.3K，Hc=12特(4.2K)。
目前铌钛合金是用于7～8特磁场下的主要超导磁体材料。
铌钛合金再加入钽的三元合金，性能进一步提高，Nb-60Ti-4Ta的性能是，Tc＝9.9K，Hc=12.4特（4.2K）；Nb-70Ti-5Ta的性能是，Tc=9.8K，Hc=12.8特。
高温超导材料论文
二、预期目标本项目的总体目标：本项目的总体目标是在新型超导材料探索和非常规超导机理研究上力争突破，做出重要原始创新性的成果，促进学科的发展；提高实用超导材料的临界电流和临界磁场，在超导材料科学及应用基础研究的主要方面，继续保持在世界前列；同时为我国超导高技术产业化解决基础科学问题；培养优秀的，扎根国内并具有国际水准的学术带头人，培养优秀的研究生，博士生和博士后。
五年预期目标具体包括以下几个方面：1．探索新的高温超导材料，寻找新的合成工艺，以期得到转变温度更高，临界电流更大，应用性能更好的高温超导材料。
争取探索合成出1－5种新型超导体，并且基于这些新材料，在结构表征和物理研究方面率先做出有重要影响的工作。
2．利用多种有特色的研究手段，深入研究非常规超导体超导态的低能激发，正常态的非费米液体行为，关注量子临界相变，在非常规高温超导机理解决的过程中做出重要甚至是奠定性的工作，努力提出正确的模型和物理图象，直至解决高温超导机理问题；在反铁磁背景超导体的机理方面有重要进展，并找出规律，给探索新型超导体提供指导。
同时完善并使用有自己特色的先进的实验手段，能够从微观层面直接获得信息。
3．提高以MgB2和Bi-2212为代表的实用超导材料的临界电流、磁通钉扎能力和不可逆磁场，解决实用中的关键技术问题。
重点关注实用二硼化镁超导线带材及薄膜，揭示MgB2及其元素掺杂体系中依次出现各种亚稳相的相变机制等，为提高二硼化镁超导材料性能和寻找新元素掺杂体系提供理论和实验依据。
使二硼化镁超导线材在20K下其临界磁场达到5T以上，临界电流密度达到105A/cm2。
并使得1000米级的导线临界电流密度在20K，2 T达到105A/cm2，为研制MgB2高场超导磁体的MRI系统奠定基础。
开展Bi2212线材制备研究，解决普通熔化处理和磁场熔化处理工艺导致的不同芯丝之间和芯丝不同区域的织构差异问题，扩展Bi2212材料的高织构区域，为PIT法制备高度织构化和良好晶粒连接性的Bi2212带材奠定技术和理论基础。
高温超导材料的研究进展前沿科研论文解读
高温超导材料的研究进展前沿科研论文解读超导材料是一类在极低温下表现出电阻为零的特殊材料。
长期以来，科学家们一直在寻找一种能够在高温下实现超导的材料。
这是因为高温超导材料具有适用范围广、成本低廉等优势。
最近，一篇名为《高温超导材料的研究进展》的科研论文在该领域引起了广泛关注。
本文将对这篇论文进行解读，侧重探讨其中的新发现和前沿科研进展。
首先，该论文介绍了高温超导材料的背景和现状。
在这个部分，论文指出了传统超导材料的局限性，如低温要求和高昂的制冷成本。
这推动了科学家们积极寻找新型的高温超导材料。
随后，论文详细解读了一些在这一领域取得的重要突破。
其次，论文重点介绍了一种新型高温超导材料的研究成果。
该材料基于铜氧化物，并通过掺入其他元素来改变其结构和性能。
通过实验和理论计算，研究团队发现这种材料在高温下能够表现出超导的特性，并成功阐释了其超导机制。
这一发现为高温超导技术的应用提供了新的方向。
进一步，论文对其他几个具有潜力的高温超导材料进行了解读。
其中，一种基于铁的超导材料被认为具有较高的超导转变温度和较好的电流传输性能。
论文详细介绍了这种材料的结构特点和关键性质，并对其制备方法进行了讨论。
此外，还介绍了一种基于镁的高温超导材料和一种基于二硫化钴的高温超导材料。
这些材料的研究成果使得高温超导技术的应用领域更加广泛。
在论文的后半部分，作者讨论了高温超导材料的应用前景。
他们认为高温超导技术将在电力输送、磁共振成像和能源存储等领域得到广泛应用。
尤其是在电力输送方面，高温超导材料的使用可以显著减少输电损耗，提高电网可靠性。
总的来说，这篇科研论文对高温超导材料的研究进展进行了详尽解读。
通过介绍了一种基于铜氧化物的高温超导材料以及其他几种有潜力的候选材料，论文彰显了高温超导技术的巨大潜力和应用前景。
科学家们对高温超导材料的研究努力不断推动着这一领域的发展，相信在不久的将来，高温超导技术将得到更加广泛的应用。
超导材料论文
超导材料研究综述研究的目的与意义:超导材料是一种具有超导特性的新型材料,它在一定低温条件下能排斥磁力线并且呈现出电阻为零的现象。
超导材料由于具有零电阻、完全抗磁性和超导隧道效应等优异的特性,高温超导材料的用途非常广阔,大致可分为三类:大电流应用、电子学应用和抗磁性应用。
大电流应用即超导发电、输电和储能;电子学应用包括超导计算机、超导天线、超导器件等;抗磁性主要应用于磁悬浮列车和热核聚变反应堆等。
国内外发展现状:随着一代及二代高温超导材料的产业化,超导材料的应用形势也逐渐明朗起来。
本文即从超导材料产业化最新动态入手,比较了一代及二代高温超导材料的优劣势,对两代超导材料的应用前景进行了分析,并详细介绍了超导在舰船及风电领域的应用动态,而上述领域被业界普遍认为是最有可能率先实现超导应用的两大领域。
实验方法:为了合理解释含稀土离子的高温超导材料的电子顺磁共振谱,从晶体场理论出发,给出晶体材料中稀土离子的微扰公式,阐述了高温超导材料中稀土Kramers离子的自旋哈密顿参量理论,并计算给出了稀土离子Re3+的电子顺磁共振(electron paramagnetie resonance,EPR)参量g因子和超精细结构常数A。
计算结果与实验谱线符合较好,说明所采用的微扰公式和理论处理方法是有效和合理的。
结论:研究表明,对高温超导材料中Re3+的自旋哈密顿参量进行精确解释,通常应该考虑到二阶微扰项的贡献。
由于高温超导材料具有零电阻性、通电能力强、体积小、重量轻和完全抗磁性等特性,随着社会节能减排压力的日益增加和社会深层次发展的需求,其应用范围将从大功率输电电缆、电机等技术领域,逐步进入有色金属方面的研究。
在国家"十二五"发展规划的高端装备制造业中,高品质工业铝型材产品是实现大飞机、汽车、轨道交通列车、航天、军工、船舶等工业先进装备技术升级和国产化目标的关键基础材料。
由于使用铝合金装备的轨道交通机车可降低车辆质量50%,实现节能约12%,增加运力10%左右,加之发达国家铝合金型材加工水平发展较快,铝合金在车体质量中的比重不断增加。
超导材料研究毕业论文
超导材料研究毕业论文 目录
摘 要 .................................................... 错误!未定义书签。 ABSTRACT ................................................. 错误!未定义书签。 目 录 .................................................................. III 第一章 前 言 ............................................................. 1 第二章 超导发展历程 ...................................................... 3
超导技术的发展史大致可以分为三个阶段。第一阶段：1911 年低温超导现象被发现 到 1957 年低温超导微观理论被发现。这一阶段是人类对超导电性的基本认知阶段。1957 年由巴丁、库珀、施里弗共同发现的低温超导理论（也可称为常规超导理论），该理论 的核心是提出了库珀电子对概念。1972 年巴丁、库珀、施里弗三人因此获得诺贝尔物理 学奖。这是人类对超导电性的基础认识阶段。第二阶段：从 1958 年到 1985 年，在这一 阶段人类进一步发现了低温超导材料的众多特性为超导技术的应用做好了充分的准备。 1961 年贾埃瓦通过实验证明了 BCS 理论，并测量到零电压超导电流。1962 年约瑟夫逊 在著名科学家安德森的指导下发现了约瑟夫逊效应（隧道效应）。这一阶段的发现拓展 了超导的应用围。第三阶段：1986 年发现了转变温度高于 30K 的超导材料（钡镧铜氧化 物）后，人们逐步转入高温超导技术开发时代。在这一阶段人类对高温超导机制的认识 及理论上的进步也相伴而生。到目前为止，高温超导材料已经发展了三十多年，但对高 温超导问题仍众说纷纭，高温超导理论仍还在探讨。
超导原理与应用论文
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y超导的原理与应用课程名称：院系：专业：姓名：学号：任课教师：1.1超导现象当把超导材料降到某个特定温度以下的时候，将进入超导态，这时电阻将突降为零（如图1-1所示），同时所有外磁场磁力线将被排出超导体外，导致体内磁感应强度为零，即同时出现零电阻态和完全抗磁性。
对于零电阻态，实验上已经证实超导材料的电阻率小于10-23mΩ∙cm，在实验精度允许范围内已经可以认为是零。
如果将超导体做成环状并感应产生电流，电流将在环中流动不止且几乎不衰减。
超导体的完全抗磁性并不依赖于超导体降温和加场的次序，也称为迈斯纳（Meissner）效应。
一个材料是否为超导体，零电阻态和完全抗磁性是必须同时具有的两个独立特征。
图1-1 金属Hg 在4.2K 以下的零电阻态1.2.1BCS 超导理论自从超导电性被发现以来，人们一直尝试从微观理论来解释超导现象，但直到1957年，美国科学家巴丁（Bardeen）、库柏（Cooper）和施里弗（Schrieffer）在《物理学评论》提出BCS理论，才很好解释大多数常规超导体的超导现象。
BCS 超导理论以近似自由电子模型为基础，是在电子—声子作用很弱的前提下建立起来的理论。
在BCS理论中，认为在费米面附近的电子之间除了有相互排斥库仑力直接作用力外，它们存在通过交换声子产生相互吸引间接作用力，由于相互吸引，费米附近的电子就会两两配对，形成所谓的库柏（Cooper）对。
当温度低于超导转变温度时（T<T c），库柏对就会在超导体内形成，这时库柏对可以在晶格当中无能量损耗地运动，形成超导电性。
其微观机制可以这样理解：电子在晶格中运动时，与附近格点的正电荷相互吸引，影响晶格点阵的振动，从而使晶格内局部发生畸变，形成一个局部区域的高正电荷区。
晶格局部畸变可以像波动一样在晶格中传播。
晶格振动产生的畸变而传播的点阵波的能量子，也就是声子。
超导材料引言范文
超导材料引言范文超导材料是一种具有极低电阻和强磁场抗性的物质，它在电子学、磁学、能源等领域具有重要的应用价值。
随着科技的进步，超导材料的研究和应用也日益受到重视。
本文将介绍超导材料的定义、发现历程、特性以及应用前景。
第一部分：定义和发现历程超导材料是指在一定的温度下，电阻突然变为零的物质。
早在1911年，荷兰物理学家卡梅伦斯·奥冯·奥斯滕(Henrik Kamerlingh Onnes)发现了超导现象，并获得了第一颗超导体铅的样品。
此后，科学家们陆续发现了许多其他超导材料，如锡、铝等。
随着技术的进步，研究者们也逐渐发现了更多具有超导性质的化合物和合金。
第二部分：超导材料的特性超导材料的主要特性是零电阻和磁场抗性。
在超导材料中，电子可以以配对的方式运动，形成所谓的库珀对。
这种配对现象使得电子在超导材料中可以自由流动，从而导致电阻降为零。
此外，超导材料对磁场也表现出强烈的抗性，即使在极强的磁场下仍能保持其超导状态。
第三部分：超导材料的应用前景超导材料具有广泛的应用前景。
在电子学领域，超导材料可以用于制造超导电缆和超导磁体，以提高能源传输和储存效率。
在医学领域，超导材料可以用于制造磁共振成像（MRI）设备，用于检测和诊断疾病。
此外，超导材料还可以用于制造超导电机和超导发电机组，提高能源的利用效率。
未来，随着超导材料的研究和应用的不断发展，我们相信它将在更多领域展现出巨大的潜力。
结语超导材料是一种具有特殊电学和磁学性质的物质，它在科学研究和实际应用中都具有重要价值。
随着科技的进步和对能源、电子学等领域需求的增加，超导材料的研究和应用也将迎来更加广阔的发展空间。
我们期待着超导材料的进一步突破和创新，为人类带来更多的福祉和进步。
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超导材料的研究进展
陈志义2011326690110 应用物理11（1）班
摘要：超导是金属或合金在较低温度下电阻变为零的性质。
超导材料是当代材料科学领域一个十分活跃的重要前沿，其发展将推动功能材料科学的深入发展。
高温超导材料经过近 20年的研发，已经初步进入了大规模实际应用和产业化。
随着超导材料临界温度的提高和材料加工技术的发展，它将会在许多高科技领域获得重要应用。
关键词：超导高温超导体进展超导超导材料临界温度进展
引言：随着社会的进步，工业的发展，人们对能源的需求量越来越大。
但是，像石油、煤等能源储备有限且不可再生。
故而，如何在有限能源的条件下使社会健康稳步地发展，亦即如何做到可持续发展成了当今人们亟需解决的问题。
对于这些问题的解决方法，超导材料表现出了巨大的潜力。
长期以来，如何找到一种完全没有电阻，能消除电能损耗的导电材料，一直是物理学家和材料科学工作者梦寐以求的愿望。
1911年，荷兰物理学家卡麦林·昂尼斯首次意外地发现了超导现象：将水银冷却到接近绝对零度时，其电阻突然消失。
这一现象的发现为解决电路损耗带来了福音。
从此，对于超导材料的研究如火如荼。
一、超导材料的概念
超导材料是在低温条件下能出现超导电性的物质。
超导材料最独特的性能是电能在输送过程中几乎不会损失。
超导材料的发展经历了从低温到高温的过程，经过无数科学家的努力，超导材料的研究已经取得了巨大的发展。
近年来，随着材料科学的发展，超导材料的性能不断优化，实现超导的临界温度也越来越高。
高温超导材料的制备工艺也得到了长足的发展，一些制备高温超导材料的材料陆续被科学家发现。
现在，超导材料的研究主要集中在超导输电线缆，超导变压器等电力系统方面，还有，利用超导材料可以形成强磁场，是超导材料在磁悬浮列车的研究上有了用武之地，另外，超导材料在医学，生物学领域也取得了很大的成就。
超导材料的研究未来，超导材料的研究将会努力向实用化发展。
一旦室温超导体达到实用化、工业化，将对现代文明社会中的科学技术产生深刻的影响。
二、超导材料的分类
超导材料分为低温超导材料和高温超导材料。
1、低温超导材料
何谓低温超导材料？低温超导材料是具有低临界转变温度(T c<3OK=在液氦温度条件下工作)的超导材料，分为金属、合金和化合物。
具有实用价值的低温超导金属是Nb(铌)，T c 为9.3K已制成薄膜材料用于弱电领域。
合金系低温超导材料是以Nb为基的二元或三元合金组成的β相固溶体，T c在9K以上。
低温超导材料一般都需在昂贵的液氦环境下工作,由于液氦制冷的方法昂贵且不方便，故低温超导体的应用长期得不到大规模的发展。
低温超导材料的应用分为：强电应用，主要包括超导在强磁场中的应用和大电流输送；弱电应用，主要包括超导电性在微电子学和精密测量等方面的应用。
2、高温超导材料
高温超导体材料(HTS)具有超导电性和抗磁性两个重要特性。
要让超导体得到现实的应用，首先要有容易找到的超导材料。
即主要研究方向就是寻找能在较高温度下存在的超导体材料。
高温超导材料用途非常广泛，大致可分三大类：大电流应用、电子学应用和抗磁性应用。
大电流应用是由于超导材具有零电阻和完全的抗磁性，因此只需消耗极少的电能，就可以获得的稳定强磁场。
超导体的基本特性之一是当它处于超导态时具有理想的导电性，同时由于其载流能力远远强于常规导体，因此，利用超导体可以传输大电流和产生强磁场，并且
没有电阻热损耗。
电工设备的基本特点是大电流、强磁场和高电压，因此在电工设备中使用超导材料可以减少电气损耗、提高效率、缩小体积、减轻重量、降低成本，还可以提高装置的极限容量。
显然，超导材料的应用给电工技术带来了质的飞跃，许多过去无法实现的电工设备由于采用超导技术而成为现实，或即将成为现实。
我国电力资源和负荷分布不均，因此长距离、低损耗的输电技术显得十分迫切。
超导材料由于其零电阻特性以及比常规导体高得多的载流能力，可以输送极大的电流和功率而没有电功率损耗。
据统计，按目前情况，如果将铜或铝导改为超导体，光是在中国节省电能相当于新建数十个大型发电厂。
超导材料在这些方面的应用是最诱人的。
三、超导材料的发展趋势
超导材料技术的发展趋势是不断探求更高温度的超导体，实现高温超导材料产业化技术，使超导材料技术应用更加广泛。
高温超导材料经过近 20年的研发，已经初步进入了大规模实际应用和产业化。
目前超导材料正从研究阶段向应用发展阶段转变，且有可能进入产业化发展阶段。
高温超导体作为现在临界温度最高的一种超导体，国内外科学家对其展开了大量的研究。
但如何提高各项临界参数，尤其是提高临界温度，仍然是高温超导研究领域最大的难题。
好在高温超导体可以在液氮温区实现超导，所以高温超导体已具备了实际应用的价值。
超导材料正越来越多地应用于尖端技术中，如超导磁悬浮列车、超导计算机、超导电机与超导电力输送、火箭磁悬浮发射、超导磁选矿技术、超导量子干涉仪等。
因此超导材料技术有着重大的应用发展潜力，可解决未来能源、交通、医疗和国防事业中的重要问题。
四、中国超导材料的发展
我国电力、通信、国防、医疗等方面的发展急需利用超导技术解决现有的关键技术问题。
在电力工业方面，电能需求量日益增长，对供电质量和可靠性的要求越来越高，常规电力技术已越来越不能满足电力工业发展的需求。
超导电力技术(如超导储能、电缆、限流器、电机等)可以克服常规电力技术的缺陷，它的应用将带来电力工业的重大变革。
在国防
五、结束语
超导材料的研究是当今世界上一门新兴的科学技术。
由于超导材料能影响人类生存的许多重要领域，各国的材料科学家都在竞相探索它的结构，研究它的性能，以求率先找到具有高临界温度的超导材料。
可以这样说，高温超导材料的突破，必将深刻地促进尖端科学技术的发展，从而加速人类文明的进程。
虽然目前超导材料仍处于试验研究阶段，但人们相信，随着超导材料临界温度的提高和材料加工技术的发展，它将会在许多高科技领域获得重要应用。