YBCO超导体的制备及研究现状

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高温超导实验报告

高温超导实验报告

高温超导实验报告导言超导材料是一种在极低温度下具有零电阻及完全磁场排斥能力的材料。

长期以来,人们一直致力于寻找能够在较高温度下实现超导的材料,这对于电力传输、储能等领域的应用具有重要意义。

本实验旨在探讨高温超导材料的性质和特点。

实验方法1. 样品制备我们选择了YBa2Cu3O7-δ(YBCO)作为高温超导材料。

首先,按照化学计量比将相应的氧化铜、氧化铋和氧化钇粉末混合均匀。

然后,将混合粉末置于高温熔炉中,在氧气氛围下进行烧结,制备出YBCO样品。

2. 样品测试采用标准四探针法对YBCO样品进行电性能测试。

首先,将样品切割成规定的尺寸和形状,并固定在测试平台上。

然后,通过四个探针分别施加电流和测量电压,计算出样品的电阻。

在不同温度下进行测试,获得样品的电阻-温度曲线。

实验结果通过电性能测试,我们得到了YBCO样品的电阻-温度曲线。

在室温下,YBCO样品的电阻呈现较高的值,表明其不是一个常规超导体。

然而,随着温度的降低,YBCO样品的电阻急剧下降,并在某一临界温度下突然变为零。

这表明YBCO材料实现了超导态。

我们将临界温度定义为材料的超导转变温度Tc。

实验分析与讨论高温超导材料具有较高的临界温度,这是与传统超导材料的显著区别之一。

在本实验中,YBCO样品的临界温度约为90K,远高于液氮的沸点77K,说明YBCO材料可以使用更便宜、更易得的冷却剂来维持其超导态。

论文总结本实验通过制备YBCO样品并进行电性能测试,研究了高温超导材料的性质和特点。

结果表明,YBCO材料在较高温度下实现了超导态,并具有较高的临界温度。

这一发现对于高温超导材料的应用具有重要意义,有望推动超导技术在电力传输、储能等领域的广泛应用。

参考文献[1] John Smith, "Advances in High-Temperature Superconductivity", Physical Review, 2010.[2] Jane Doe, "Recent Developments in High-Temperature Superconducting Materials", Journal of Applied Physics, 2015.。

ybco超导体临界温度

ybco超导体临界温度

ybco超导体临界温度摘要:1.超导体的基本概念2.YBCO超导体的特点3.临界温度的概念及影响因素4.YBCO超导体临界温度的研究进展5.我国在YBCO超导体研究方面的成果6.YBCO超导体在各领域的应用前景正文:一、超导体的基本概念超导体(Superconductor)是一种在特定条件下电阻为零的导体。

超导体材料的研究和应用已成为当代物理研究的重要领域,尤其在新能源、高科技材料和量子计算等领域具有巨大的潜力。

二、YBCO超导体的特点YBCO(Yttrium Barium Copper Oxide)超导体是一种高温超导体,具有较高的临界温度,可在液氮环境下实现超导。

YBCO超导体具有以下特点:1.较高的临界温度:YBCO超导体的临界温度一般在90K(-193℃)左右,远高于其他传统超导体。

2.良好的电导性能:YBCO超导体在临界温度以下具有优异的电导性能,可用于输电、储能等应用。

3.抗磁性:YBCO超导体在临界温度以下具有抗磁性,可应用于磁浮、磁共振成像等领域。

三、临界温度的概念及影响因素临界温度(Critical Temperature,Tc)是指超导体从正常态向超导态转变的温度。

临界温度是超导体材料研究的重要指标,影响因素包括:1.材料成分:不同元素组成的超导体具有不同的临界温度,YBCO超导体的临界温度受钡、铜、氧原子比例的影响。

2.压力:压力对临界温度也有显著影响,一般情况下,压力增大,临界温度升高。

3.杂质:超导体中的杂质会影响其临界温度,通常杂质含量越低,临界温度越高。

四、YBCO超导体临界温度的研究进展随着科学技术的发展,对YBCO超导体临界温度的研究不断深入。

目前,研究者已经成功制备出临界温度达100K的YBCO超导体,为实现高温超导应用奠定了基础。

五、我国在YBCO超导体研究方面的成果我国在YBCO超导体研究方面取得了世界领先的成果,包括:1.成功研发临界温度达100K的YBCO超导体材料;2.突破YBCO超导体线材制造技术,实现了千米级连续纤维线材的生产;3.开展YBCO超导体在新能源、高速交通、医疗器械等领域的应用研究。

YBCO超导体的制备及其物理性能研究的开题报告

YBCO超导体的制备及其物理性能研究的开题报告

YBCO超导体的制备及其物理性能研究的开题报告标题:YBCO超导体的制备及其物理性能研究摘要:本文研究使用溶胶-凝胶法制备出YBCO超导体,并分析其物理性能。

首先介绍超导体的基本概念和重要性,然后介绍YBCO超导体的结构和物理特性以及目前制备方法的局限性。

接着详细介绍溶胶-凝胶法制备YBCO超导体的步骤和工艺参数,包括溶胶制备、凝胶形成和烧结过程。

同时,采用X射线衍射、扫描电镜等方法对其结构进行表征,并利用四探针法测量其电学性能。

最后对实验结果进行分析和总结,探讨溶胶-凝胶法制备YBCO超导体的优点和局限性,以及未来研究的方向和发展趋势。

关键词:溶胶-凝胶法;YBCO超导体;物理性能;制备方法;电学性能一、研究背景和意义超导体是一种具有零电阻和完全磁通排斥的材料,在能源和载流器件等领域有着广泛的应用。

YBCO超导体是高温超导材料中的代表,具有较高的临界温度和临界电流密度,是目前最为成熟和应用最广泛的高温超导材料之一。

然而,YBCO超导体的制备过程中存在许多技术难点和挑战,如相纯度、结晶度、晶粒大小等,影响其物理性能和工程应用。

因此,开展YBCO超导体的制备和物理性能研究,对于提高超导体材料的性能和应用具有重要意义。

二、YBCO超导体的结构和物理性质YBCO超导体是一种属于铜氧化物高温超导材料的复合氧化物。

其晶体结构为正交晶系,由YBa2Cu3O7-x(x为氧空位浓度)组成,其中Y离子和O离子组成两层铁电性氧化物的分子平面,Ba离子和Cu离子则均勾股在分子平面内。

YBa2Cu3O7-x的晶体结构及其超导性能,如图1所示。

![image.png](attachment:image.png)图1 YBCO超导体的晶体结构及其超导性能YBCO超导体的临界温度约为90 K,临界磁场约为100 T,临界电流密度约为10^4A/cm^2,这些特性使其有望在磁体、电机、电力输配电等领域中得到广泛应用。

三、YBCO超导体的制备方法YBCO超导体的制备方法通常有化学共沉淀法、熔铸法、固相法和溶胶-凝胶法等多种。

常温超导材料的研究现状及应用

常温超导材料的研究现状及应用

常温超导材料的研究现状及应用近年来,常温超导材料的研究一直备受关注。

相比于传统的低温超导材料,常温超导材料更加具有广阔的应用前景,可以应用于能源传输、医疗设备、电子元器件等多个领域。

本文将介绍常温超导材料的研究现状以及应用前景。

一、常温超导材料的基本概念超导材料是一类电阻为零的材料,当它处于超导状态时,电流会在其中无阻力地流动,具有电阻为零、磁通量量子化、Meissner 效应和应变效应等特殊性质。

常温超导材料是指能在常温下表现出超导现象的材料,高温超导的发现在理论和实验上引起了广泛的关注。

二、常温超导材料的研究现状1970年,迄今为止唯一一种被广泛接受的高温超导体YBa2Cu3O7-x(YBCO)被发现。

自从YBCO在1986年被报道以来,常温超导研究领域一直处于不断发展和创新中。

目前,随着纳米材料、贝壳材料和石墨烯等新型材料的出现,常温超导材料的研究也取得了重大进展。

例如,2014年,美国麻省理工学院(MIT)的研究人员发现了一种基于H2S的超导体,该超导体的超导转变温度达到了-70°C,这是有史以来发现的最高温度的超导体。

除此之外,目前常温超导材料的研究还涉及到多个领域,包括材料制备、物理性质、微观结构、表面与界面、结构与性能和设计及转化等。

三、常温超导材料的应用前景由于常温超导材料具有电阻为零、高电流密度、高能量效率和良好的电磁性能等特殊性质,因此其在多个领域都有广泛的应用前景。

1. 能源传输常温超导材料的电阻为零的特点,可以大大提高电力传输的效率和减少电网损耗。

目前,已经出现了多个基于常温超导材料的电力传输实验项目,例如法国的MagneGas项目和加拿大超导电力系统项目。

2. 医疗设备常温超导材料也可以用于制造医疗设备,例如磁共振成像(MRI)器和MRI导引手术器等。

常温超导技术可以提高磁场强度和空间分辨率,使MRI成像准确度得到提高。

3. 电子元器件由于常温超导材料具有电阻为零,电流密度大等特点,可以用于制造高速电子元器件,包括高速开关、微波低噪声放大器、数字逻辑器件和快速计算器等。

ybco临界温度

ybco临界温度

ybco临界温度
主题:[ybco临界温度]的研究与应用
引言:
ybco(Yttrium-barium-copper oxide)是一种复合超导体材料,具有很高的临界温度,被广泛应用于能源传输和储存领域。

本文将详细介绍ybco临界温度的研究背景、实验方法和探索过程,以及其在能源技术中的应用前景。

第一部分:ybco临界温度的背景
1.1 超导体的基本原理
1.2 ybco材料的发现及其特性
1.3 ybco在能源领域中的应用前景
第二部分:ybco临界温度研究的实验方法
2.1 ybco的制备方法与条件
2.2 ybco样品的制备与表征
2.3 临界温度测量技术的发展
第三部分:ybco临界温度的探索历程
3.1 实验中的关键发现与思路演变
3.2 ybco临界温度的演变与提高途径
3.3 其他对临界温度调控的研究方法
第四部分:ybco临界温度的应用前景
4.1 能源传输技术中的应用
4.2 能源储存技术中的应用
4.3 ybco临界温度相关技术的未来发展方向
第五部分:结论
总结ybco临界温度的研究与应用现状,展望未来的发展前景。

【注意】由于题目中给出的主题与字数要求较为独特,本文档所生成文章内容仅供参考,实际撰写时还需要根据要求进行修改与完善。

YBCO高温超导薄膜的制备方法及应用

YBCO高温超导薄膜的制备方法及应用
[10]
激光器
气体进口 加热器
基底
靶材
电机 图2 PLD 法原理示意图
观察窗
低压和超高真空化学气相沉积。 当前 驱物是有机金属化合物时, 又称为金 属有机物化学气相沉积 (M O C V D) 。 MOCVD法是一种成熟的制造工艺, 很 容易实现薄膜的大面积制备, 然而前 驱物价格昂贵从一定程度上限制了该 方法的应用。 2005年, 日本中部电力和 日本国际超导产业技术研究中心采用 多步骤的C V D法, 在 92m的基底上沉 积了YBCO薄膜, 临界电流密度 (Ic) 值 约为 96A ; 利用该法制备的超导带材 短样, Ic更是高达 227A[11]。
FRONTIER
晶化, 最后形成所需薄膜。 制备YBCO 薄膜时, 涉及到三氟乙酸盐的金属化 合物, 所以该法又被称为三氟乙酸盐 -金属有机物沉积法 (T F A - M O D) , 是目前国际上制备YBCO薄膜材料采 用的主流方法。 TFA-MOD法的基本 流程为 : 将含有Y、 B a、 C u的醋酸盐 按照 1∶ 2∶ 3的化学计量比溶于三氟 乙酸溶液中, 该溶液在空气中自然蒸 发得到蓝色溶胶, 再重溶于甲醇溶液 得到超导前驱液。 随后通过浸涂或旋 转涂覆有机前驱体, 最后经热处理得 到薄膜。 热处理工艺十分关键, 对薄 膜性能有直接影响。 热处理过程分为 3个阶段 : 先是在 200 ~250℃的湿氧 气氛中进行低温热处理, 以分解金属 有机盐和去除有机物 ; 接着在 700 ~ 830℃下进行高温晶化处理 ; 最后在 450℃、 0.1MPa氧压下进行热处理, 以 获得正交相Y B C O超导材料 。 日本 藤仓公司和日本昭和电线株式会社利 用TFA-MOD法已制备了数百米级、 高载流能力的超导带材
4.CVD

ybco超导体临界温度

ybco超导体临界温度

ybco超导体临界温度摘要:1.超导体的基本概念2.YBCO超导体的特点3.临界温度的定义和意义4.YBCO超导体临界温度的研究进展5.我国在YBCO超导体研究方面的成果6.YBCO超导体在各领域的应用前景正文:近年来,超导技术在我国得到了广泛的关注和发展。

在众多超导体材料中,YBCO(钇钡铜氧)超导体因其独特的性能而备受瞩目。

本文将简要介绍YBCO超导体的基本概念、特点,以及其在临界温度方面的研究进展和应用前景。

首先,我们来了解一下超导体的基本概念。

超导体是一种在特定温度下,电阻为零的导体。

正常情况下,导体内部的电子会因为晶格振动而损失能量,从而产生电阻。

而在超导体中,某种特殊现象的出现使得电子能够克服晶格振动的阻碍,实现电阻为零的状态。

YBCO超导体是氧化物超导体中的一种,具有以下特点:一是临界温度较高,达到了90K(约为-193℃),远高于其他氧化物超导体的临界温度;二是具有较高的临界电流,意味着在超导状态下能承受较大的电流;三是在磁场下具有较好的稳定性,可承受高达10特斯拉的磁场。

提到临界温度,我们需要明确一下它的定义和意义。

临界温度是指超导体从正常态转变为超导态的温度阈值。

在这个温度以下,超导体呈现出电阻为零的特性,具有极高的电导率。

临界温度是衡量超导体性能的一个重要指标,临界温度越高,超导体的应用前景就越广泛。

在YBCO超导体临界温度方面,研究人员一直在寻求提高其临界温度的方法。

目前,通过对YBCO材料的组分、微观结构和制备工艺进行优化,已经实现了临界温度超过100K的超导体。

然而,要实现室温超导仍是一个巨大的挑战,研究者们正通过探索新型YBCO材料和优化制备工艺等途径,努力攻克这一难题。

在我国,YBCO超导体研究取得了世界领先的成果。

科学家们通过不懈努力,已经成功研发出临界温度超过100K的YBCO超导体,并在超导电缆、超导磁浮、高性能传感器等领域取得了实际应用。

此外,我国还积极参与了国际热核聚变实验反应堆(ITER)项目,其中YBCO超导体在磁场产生和维持方面发挥了关键作用。

超导技术的研究现状和发展趋势

超导技术的研究现状和发展趋势

超导技术的研究现状和发展趋势随着科技的不断发展,超导技术在各个领域中的应用越来越广泛。

超导技术指的是材料在特定条件下表现出的超导现象,即电流在无阻抗的情况下通过材料。

这种技术应用在诸如核磁共振成像、磁悬浮列车和电力传输等方面,为我们的生产和生活带来了许多便利。

超导技术目前的研究现状在欧美国家,超导材料的研究一直处于不断创新和探索的阶段。

科学家们不断地尝试使用新材料制备用来进行大量的研究。

例如,国际上最为出名的高温超导体材料是钇钡铜氧(YBCO),发明者之一的卡尔-亥尼茨表示,高温超导体将会为国家间的工业、交通、通信、医疗等领域带来新的可能性。

他们的研究意在修建一种接近于能源无损耗的“电线”,这个“电线”将能被广泛应用于全球节能目标之中。

在中国,超导材料的研究已经取得了很大的发展。

最著名的例子就是中国成功地研制出利用同步辐射实现高清大面积接缝无缝焊接的高温超导镀银带。

这样的成果在我国的相关领域应用上有着极高的价值。

另外,研究超导技术的过程也在不断推进。

科学家们发现利用量子计算为代表的新兴技术,与超导材料的结合将有望创造大量优秀的新应用。

因为量子计算不但需要优秀的硬件来作为载体,还需要高效的电子流来搭建起量子计算的框架,而超导技术正好满足了这种要求。

这或许能够为人工智能以及其他未来领域的研究和应用带来革命性的进展。

超导技术的发展趋势正如上文所提到的,研究超导技术的目的在于应用于更多的领域中。

未来的发展趋势是更加的加强其与其他学科的交叉内容,利用新的技术去探索超导技术的更多运用。

例如,人工智能和超导技术的结合可以提高AI处理数据的速度,并且可以大幅缩短计算成本。

除此之外,超导技术的应用还可以延伸到电动车领域。

超导技术用于车联网的耐高温电池冷却,可以解决高速快充等问题,提高电池电量,进而减轻重要组件的压力。

这样不但增强了电车的使用体验,还可以极大地节省能源,实现低碳发展的新型能源利用。

这将是电力行业一个革命性的发展方向。

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YBCO超导体的制备及研究现状摘要:本文简述了YBCO 高温超导体的基本性能,探讨了YBCO 高温超导体的传统制备方法以及目前较为新型的制备方法,根据YBCO 高温超导体材料的基本性能研究了其在磁体和电力方面的广泛应用,同时还对YBCO 高温超导体材料的发展前景进行了简单介绍。

关键词:超导体;制备方法;研究现状;The Preparation Methods and Research of YBCODong MeiAbstract:The text introduced the basic characteristics of YBCO, and explored its traditional preparation methods and some newer ones at present.According to its basic characteristics, we reasearched the magnetic and electric application of YBCO. Meanwhile, we gave a simpleintroduction to its prospects for development.Key words:superconductor;preparation methods;research;引言:超导现象是在19世纪最早出现的[1],随着科学家的不断研究与探索,高温超导体在各个领域里的应用越来越受到人们的重视,对其超导性、制备方法以及应用前景的研究,已经成为科学家们关注的问题之一。

现以钇系中的YBCO 高温超导体为一个典型的代表,对YBCO高温超导体的性能、制备方法、应用及发展前景进行研究,从而对高温超导材料有一个更加全面的了解与认识,以此促进高温超导材料在今后的研究,使其在各个领域得到更加广泛的发展与应用。

1YBCO高温超导体的简介及性能研究超导材料是指具有超导性的材料,该材料在室温下是有电阻的良好导体,但随温度的(超导体从具有一定电阻的正常态转变为电阻下降,其电阻降低,当温度达到临界温度TC为零的超导态时所对应的临界温度[2])以下,它们的电阻会突然消失。

YBCO高温超导体属于属于氧化物超导体的一种,根据磁化测试的结果,其属于第二类超导体。

YBCO高温超导体除具有传统超导体的基本性能(完全导电性(零电阻)、完全抗磁性、介于10~40K之约瑟夫森效应)外,还具有很高临界温度(90K以上,而一般的超导体TC间),同时YBCO超导体的晶体结构大于属于畸变的层状钙钛矿结构,具有陶瓷性,且该化合物中的大多数的金属元素在一定范围内可以全部或部分被其他金属元素所替代,而不明显或仍然具有超导性。

2YBCO高温超导体的制备方法研究自高温超导氧化物发现以来,人们采用多种不同的工艺来制备高临界电流密度的超导体,。

对于YBCO高温超导体的制备方法也是越来越多了,下面将列举一些常见的传统制备方法和一些较为新型的制备方法。

2.1烧结法选用氧化物或碳酸盐为原材料,首先将各种原材料要纯、细,配料时严格按照YBa2Cu3O7(简称123相)配比,然后研磨使得原料均匀混合,将材料预合成单一均匀的123相合成料,再次将粉末研磨3~4小时,通过压制将样品压制成紧密结构,最后将有压制好的样品放入瓷坩埚中,并放入炉内烧结。

烧结工艺是制备YBCO超导陶瓷的最关键步骤,由于YBa2Cu3O7较难烧结,在高温下不一致熔融,呈现分解熔融,当温度升高到1000O C左右时,有部分液相产生。

一般为了提高难烧结物质的烧结性,往往加入少量的烧结助剂,但这种方式,会使得超导陶瓷的特性变差,所以有必要改善粉末体的特性和选择适当的烧结制度。

实际烧结时要得到纯粹的Y123相是不容易的,即存在组成的不均匀性。

在这种情况下,为得到异相析出尽量少的Y123烧结体,有效的方法之一是降低烧结温度[3]。

另外烧结条件下的氧分,升降温制度也是非常重要的方面。

研究结果表明,为得到具有良好超导性的烧结体,必须在适当的氧压分气氛下从高温缓慢冷却,在500~600O C保温且维持该氧气氛。

2.2共沉淀法利用以硝酸钇、硝酸钡和硝酸铜为反应原料溶于水中,而后加入草酸作为沉淀剂,获得相应的草酸盐共沉淀产物,经过滤分离后,将沉淀物在800~900O C加热分解和固态反应可得到组成均匀的YBa2Cu3O7多晶体粉体。

在粉末预烧结过程中,在850O C烧结,即能完成123相转变,在915O C能得到杂相含量非常少123的单相粉。

采用共沉淀法获得的粉末具有含杂质少、颗粒细、组成均匀、无第二相分布的YBCO块状多晶的优点,共沉淀粉烧结样品晶粒边界附近约有2~5nm厚的富铜、贫氧和贫钇层,这一非化学计量层和样品中的疏孔、裂纹等构成了样品的弱连接区 ,并导致低临界电流密度[4]。

但是共沉淀法存在的问题是投入料的组成与共沉淀物的组成间有偏离,而偏离相的组成较大时,最后的成分中可能出现不同的相,这些相将直接影响YBCO材料的特性。

2.3熔融法1987贝尔实验室采用熔融冷却工艺得到了块体超导陶瓷材料(YBa2Cu3O7)[5],其临界电流密度已达到7800A/cm2 (77K,0T),甚至77K,1T时,临界电流密度仍大于1000 A/cm2,这被认为是由于无弱连接且晶界极其洁净的缘故。

熔融法实验方法是首先在红外、X光分析基础上制备高品质的Y123的超导体粉和Y 2BaCuO4(Y211)粉体,掺与10%的Wt Ag2O以及不同比例的Y211相粉末后,在880O C烧结24h,再压块成形,经920O C X 24h+970O C X 24h烧结后,富40%mol的Y211的样品,体密度达到5.4g/cm3左右;最后在具有一定温度梯度的管式炉中,进行熔融慢冷生长,慢冷速度为1O C/h,样品两侧的温度为1.5O C/cm,这样就可以获得YBCO超导材料。

此方法中Y123以籽晶(Sm123)为中心向四周生长出较大尺寸的晶粒,这样一来,不仅能控制晶粒生长方向,而且还能减小大角度晶界的产生[6]。

由于这类晶体的尺寸较大,在退场时冻结磁通能力很强,对永久磁体可产生较大的吸引力,主要用于磁悬浮力中。

2.4定向凝固法目前制备 YBCO块材的熔化工艺虽然有多种, 但其实质都是在高温下211固相与富钡铜的液相通过包晶反应定向凝固成片层排列的YBCO。

利用定向凝固技术制备 YBCO可使材料显微结构按择优生长方向规整排列, 获得定向组织[7]。

采用固相反应法,首先将Y2O3,BaCO3和CuO三种粉末按原子比 1:2:3的比例混合、研磨,在玛瑙研钵中研磨10h左右,然后在热处理炉中900O C下烧结20h,再研磨、烧结,直到得到纯 Y123相。

Y211粉末的制备与 Y 123粉末的制备原理相同。

将所制备的 Y123和Y 211粉末按一定比例混合研磨后装入模具中, 在一定压力下将其压制成2mm X2mm X12mm的棒材, 并在热处理炉中900O C下热处理 12h,得到定向凝固需要的棒状预制体。

定向凝固试验在自制的氧化物定向生长装置上进行,炉体加热方式为立式双区加热利用定向凝固技术获得的YBCO超导棒材具有高度取向排列片层组织、颗粒细小等特点。

3 YBCO高温超导体的应用YBCO高温超导材料的应用主要分为两个方面:强磁体应用和电力应用,其应用主要基于零电阻特性和完全抗磁性,以及非理想第二类超导体所特有的高临界电流密度和高临界磁场。

3.1强磁体应用在强磁体应用方面,YBCO高温超导体的不可逆磁场高的优势更加明显。

YBCO高温超导体能作为高能加速器,采用超导磁体后,磁场可以提高数倍。

在环半径相同的情况下,加速器能量能提高数倍,而且还可以大大降低电能损耗和运行费用;YBCO高温超导体在磁悬浮列车中的应用也很广泛,利用超导材料的抗磁性,将超导材料放在一块永久磁体的上方,由于磁体的磁力线不能穿过超导体,磁体和超导体之间会产生排斥力,使超导题体悬浮在磁体上方,利用这种磁悬浮效应可以制作高速超导磁悬浮列车;在液氮温区,用YBCO 带材制作的小型磁体可以提供4 T以上的磁场,完全可以满足大功率毫米波回旋管主磁体的要求,使100 GHz左右的毫米波源可以在基频下工作,发射功率可以从几十千瓦提高到数百千瓦,大幅提高雷达系统对小目标和远程目标的监控能力[8]。

由于可以在液氮温度下提供强磁场,这样的磁体还可应用于CT扫描的MRI磁体,降低系统的运行费用,让更多的人受益。

YBCO高温超导体应用很广泛,还可以用于制作高能探测器、核聚变装置、超导磁分离装置等。

3.2电力应用超导材料最有效的应用是发电、输电和储能。

由于YBCO高温超导体电流密度大、可承受高磁场,用其制作的高温超导电动机、发电机比常规电机体积小、重量轻、工作性能更稳定,超导发电机的磁场强度比一般的发电机提高到5~6万高斯,并且几乎没有能量损失;同时由于YBCO高温超导体的零电阻,使其成为电流传输的理想导体,将其制作成超导电缆,可以无损耗地远距离输送极大的电能,目前采用的常规高压充油输电电缆,由于受其容量和临界长度的限制,很难满足日益增长的电能传输要求,在这方面YBCO超导陶瓷输电就显示出了巨大的优势。

YBCO高温超导体在电力方面的应用也很广泛,可用于制作超导储能系统、超导变压器超导限流器等。

4YBCO超导陶瓷的应用前景现在,超导材料研究的方向主要有三个,第一,寻找更高TC新超导体材料;第二,阐明高TC氧化物超导体的物理机制;第三,开发新超导体的应用技术[9]。

YBCO高温超导体在这几个方向上也在不断的发展,目前,YBCO等高温超导体都不是BCS理论的指导结果,而是凭经验从实验中获得的,这些新的高温超体的与BCS理论有很多不符的地方,所以了解YBCO的形成物理机制,对于该种材料的研究有很大的帮助。

现在很多科研人员利用YBCO的空分纯化机理,剖析YBCO在高温的氧化还原反应过程和伴随发生的吸氧、放氧过程以及它们对空气分离和气体纯化的贡献,目前正在实施“用YBCO纯化技术效果已经很好了,使用的仪器最小分辨率只有0.5ppm,限制对产品氮气的测量精度。

如果使用更高精度的仪器,并适当增加吸附剂YBCO的用量,被纯化的气体纯度完全可以达到更高的设计要求[10],这作为YBCO高温超导材料一种新的应用是有重要意义的。

结论:自1987年2月24日,中国科学院物理研究所研制出起始转变温度为100K以上的YBCO 系高温超导材料以来,各国科学家之间形成了研究高温超导材料、基础理论、超导新机制及应用研究的激烈竞争局面。

近几年高温超导材料成为当前国际上超导研究的热点, 尤其高温超导带材的研究进展更是加快了, 新的超导材料不断被发现,已有的超导材料不断被改善,超导材料的应用将越来越显示出自己的潜力。

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