(完整word版)高温超导材料的研究进展
高温超导材料的最新研究

高温超导材料的最新研究高温超导材料是指能在相对较高的温度下表现出超导特性的物质。
与传统低温超导材料相比,高温超导材料具有更高的临界温度和更简单、便利的制备工艺,因此被广泛研究和应用。
本文将介绍高温超导材料的最新研究进展,包括其基本原理、主要类别以及各类材料的最新研究成果。
基本原理超导现象是指在低温下某些金属和化合物的电阻突然变为零,并且磁场在材料内部完全排除的现象。
传统低温超导材料的临界温度一般在几个开尔文以下,而高温超导材料则可以在液氮温度(77开尔文)以上达到超导态。
这种突破给超导技术的实际应用带来了革命性的变化。
目前,关于高温超导机制的理论尚不完善,但普遍认为其与电子对相关效应密切相关。
一种被广泛接受的解释是,在某些复杂氧化物材料中,由于电子分布和晶格结构之间的相互作用,电子会形成库珀对(Cooper pair),从而引起超导现象。
主要类别高温超导材料可以分为铜基、铁基、钴基等几类。
其中,铜基高温超导体是最早被发现和研究的类别,其典型代表是YBa2Cu3O7-x(YBCO)和Bi2Sr2CaCu2O8+x(BSCCO)等化合物。
这些材料具有较高的临界温度和良好的工程可塑性,已经在许多领域得到广泛应用。
近年来,铁基高温超导材料受到了极大关注。
该类材料由于晶格结构复杂而引起科学家们浓厚兴趣,并且具有与铜基材料相近甚至更高的临界温度。
铁基高温超导体的代表性物质包括LaFeAsO、BaFe2As2等。
钴基高温超导体则是最新被发现和研究的一类材料。
这类物质具有自旋三重简并性等特点,在其晶格结构中存在着一些特殊的超导对称性。
目前对钴基高温超导材料的研究仍处于初级阶段,但其临界温度已能达到数十开尔文。
最新研究进展铜基高温超导材料近年来,关于铜基高温超导材料的研究主要集中在改善其电流输运性能和稳定性方面。
例如,科学家们通过控制样品形貌和微观缺陷来改善YBCO薄膜的电流密度和临界电流密度。
此外,还有一些研究致力于理解铜基高温超导材料中电子对形成机制以及配位异质结构对其性能的影响。
高温超导材料的应用与研究进展

高温超导材料的应用与研究进展目录一、引言二、高温超导材料的定义与特点三、高温超导材料的应用领域3.1 能源领域3.2 电子领域3.3 医疗领域3.4 航天航空领域四、高温超导材料的研究进展4.1 新型高温超导材料的发现4.2 实验方法与测试技术的改进4.3 理论模型的完善与计算模拟五、结论六、参考文献一、引言高温超导材料是一种具有特殊电学性质的物质,能在相对较高的温度下表现出超导特性。
自1986年La-Ba-Cu-O超导材料的发现以来,高温超导材料引起了科学界的广泛关注,并在各个领域的应用与研究中取得了显著进展。
本文将重点介绍高温超导材料的定义与特点,以及其在能源、电子、医疗和航天航空领域的应用,同时也对高温超导材料的研究进展进行概述。
二、高温超导材料的定义与特点高温超导材料是指能在相对较高温度下(超过液氮沸点77K)显示出零电阻特性的材料。
与传统低温超导材料相比,高温超导材料更容易制备和操作,也更适合于实际应用。
其特点主要表现在以下两个方面:1. 高临界温度:高温超导材料的超导转变温度通常在液氮温度以下,最高可达到约138K-165K之间。
相对于低温超导材料需要极低温度的要求,高温超导材料的临界温度大幅度提高,使得超导材料能在常见的液氮温度下运行,从而降低了制冷成本。
2. 复杂的晶体结构:高温超导材料一般由复杂的晶格结构构成,其中包含着各种结构单位,如Cu-O层、Bi-O层等。
这种复杂的晶体结构是高温超导特性的基础,也给高温超导材料的制备和研究带来了一定的挑战。
三、高温超导材料的应用领域3.1 能源领域能源是全球发展的基础和重要支撑,而高温超导材料在能源领域的应用有着巨大潜力。
例如,高温超导材料可以应用于电力输配系统中,通过提高电缆的导电率和传输效率,减少电能损失。
此外,高温超导材料还可以用于发电设备的制造,提高发电效率和稳定性。
3.2 电子领域在电子领域,高温超导材料有望应用于高速电子器件。
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。
超导材料的研究进展

超导材料的研究进展引言自1911年荷兰物理学家海克·卡末林·昂内斯首次发现超导现象以来,超导材料一直是物理学和材料科学领域的研究热点。
超导材料具有零电阻和完全抗磁性(迈斯纳效应)的特性,使其在能源、交通、医疗等领域具有广泛的应用前景。
然而,目前已知的超导材料大多需要在极低的温度下才能表现出超导性,这限制了其实际应用。
因此,研究高温超导材料和室温超导材料成为了科学家们的重要目标。
高温超导材料的发现与研究1986年,德国科学家贝特诺茨和美国科学家缪勒发现了La-Ba-Cu-O体系的高温超导材料,引起了全球范围内的研究热潮。
此后,科学家们陆续发现了Y-Ba-Cu-O、Bi-Sr-Ca-Cu-O 等高温超导体系,其中Y-Ba-Cu-O体系的超导转变温度达到了93K,是迄今为止发现的最高的超导转变温度。
高温超导材料的研究主要集中在以下几个方面:一是探索新的高温超导体系,以提高超导转变温度;二是研究高温超导材料的微观机制,以揭示其超导本质;三是优化高温超导材料的制备工艺,以提高其性能和应用价值。
室温超导材料的研究进展室温超导材料是指在常温下就能表现出超导性的材料,这将极大地推动超导技术的广泛应用。
然而,目前尚未发现真正的室温超导材料。
近年来,一些研究表明,通过高压、掺杂等手段,有可能实现室温超导。
例如,2015年,美国科学家报告称,他们在H2S体系中观察到了接近室温的超导迹象。
此外,一些新型二维材料,如石墨烯、黑磷等,也被认为具有潜在的室温超导特性。
总结与展望总之,超导材料的研究取得了一系列重要成果,但仍然面临着许多挑战。
未来,随着实验技术的进步和理论模型的完善,我们有理由相信,高温超导材料和室温超导材料的研究将取得更大的突破,为人类社会带来更广阔的应用前景。
在这个过程中,科学家们需要继续努力,不断探索新的材料体系,揭示超导的本质,为实现超导技术的广泛应用奠定坚实的基础。
高温超导材料及其应用研究进展

高温超导材料及其应用研究进展一、前言高温超导材料是指在较高温度下出现超导现象的材料,其发现是人类材料科学研究史上的一次重大突破。
高温超导材料具有广泛的应用前景,例如医学、航空航天、电力等领域,因此受到了学术界和工业界的广泛关注。
本文将介绍高温超导材料的基本概念、研究进展和应用前景。
二、高温超导材料的基本概念超导是指在超导材料中电阻消失的现象,即在某些材料中,当温度低于其临界温度时,电流可以在材料内部自由流动而不受到阻碍,同时磁场也会被排斥出材料内部。
高温超导是指在相对较高的温度下出现这种现象,通常是指在液氮温度以下 (77 K) 的材料中出现超导现象。
高温超导材料的发现是在1986年由苏黎世大学的K. Alex Müller和J. Georg Bednorz研究小组发现,他们发现了一种氧化铜化合物(LaBaCuO),在-234℃时表现出了超导现象。
三、高温超导材料的研究进展1. 普通氧化物系超导材料普通氧化物系超导材料主要包括La-Ba-Cu-O系列和Y-Ba-Cu-O系列材料,这些材料对于理解超导机制和超导材料的物理性质具有重要意义。
该领域的研究主要集中在提高材料的超导性能、探讨材料的电子结构和相变机制等方面。
2. 铁基高温超导材料铁基高温超导材料是指在含Fe的带状或层状氧化物中发现了超导现象。
铁基高温超导材料的出现使高温超导领域从传统的氧化物系列材料向铁基材料拓展。
3. 金属基高温超导材料金属基高温超导材料是指采用传统金属加工技术制备的超导材料。
这些材料热稳定性好、制备工艺相对简单、成本较低,因此被广泛应用于实际生产。
四、高温超导材料的应用前景1. 医学高温超导技术可用于制备MRI(磁共振成像)扫描仪中的超导磁体,这些磁体对于诊断疾病和进行治疗都具有重要意义,如MRI诊断肿瘤、脑部疾病、骨折等。
2. 航空航天高温超导技术可用于制备高性能飞行控制系统,例如超导发电机、超导电动机、超导变压器等。
高温超导材料及其应用研究

高温超导材料及其应用研究引言高温超导材料是一种新型的材料,它具有优异的超导性能,能够在相对较高的温度下实现零电阻电流传输和磁场屏蔽。
随着人们对超导技术应用的不断深入研究,高温超导材料的应用前景正在逐渐显示出来。
本文将系统地介绍高温超导材料的研究进展以及它们在能源、磁性、电子等领域的应用。
第一章高温超导材料的特性超导现象是指某些材料在低温下电阻变成零,电流可以无阻力传输的奇特现象。
而高温超导材料的“高温”是指在液氮温度以下,可以达到较高的临界温度。
高温超导材料的主要特性包括:1. 零电阻:在一定的温度和磁场下,高温超导材料表现出零电阻特性,电流可以无阻力传输。
2. 磁场屏蔽:高温超导材料对磁场的屏蔽效果很好,可以用于制造超导磁体。
3. 超导电性:高温超导材料表现出超导电性,电流可以通过材料内部的超导电流通过。
第二章高温超导材料的研究进展随着人们不断加深对材料科学的研究,高温超导材料也得到了广泛的关注。
下面将介绍几种常见的高温超导材料及其研究进展。
1. 铜氧化物超导材料铜氧化物超导材料是目前研究较为深入的一种高温超导体系,其复合材料中主要的超导材料包括YBa2Cu3O7-δ、Tl2Ba2Ca2Cu3Ox、Bi2Sr2CaCu2Oy等。
其中,YBa2Cu3O7-δ是最常见的一种铜氧化物超导材料。
2. 铁基超导材料铁基超导材料是指含有铁元素的超导材料。
这种超导材料的临界温度比铜氧化物超导材料更高,但复合材料制备难度也更大。
目前已经发现的一些常见的铁基超导材料包括Ba1-xKxFe2As2、FeSe等。
3. 铋基超导材料铋基超导材料是一种在大气压下超导的超导材料。
这种材料的复合材料中主要包括Bi-Sr-Ca-Cu-O(2223)/Ag等。
它的临界温度可以达到100K以上。
第三章高温超导材料在能源领域的应用高温超导材料在能源领域有着广泛的应用,下面将介绍几个常见的应用场景。
1. 超导电缆超导电缆是一种新型的输电方式,它比传统的电缆更节能、更环保。
高温超导材料的研究现状与发展趋势

高温超导材料的研究现状与发展趋势高温超导材料是指在零下196度以上的温度下能够表现出超导现象的一类材料。
相比低温超导材料,高温超导材料不需要使用极低的温度,从而更加容易使用和操作。
同时,由于高温超导材料的电阻极低,因此也具有广泛的实际应用前景。
本文将介绍高温超导材料的研究现状和发展趋势。
一、高温超导材料的发现和研究历史高温超导材料的历史可以追溯到20世纪80年代。
1986年,首次发现了第一种高温超导材料——YBa2Cu3O7,其超导转变温度达到了92K,足以比低温超导材料更加实用。
之后,又陆续发现了其他高温超导材料,如Bi2Sr2CaCu2O8、Tl2Ba2CuO6等,这些材料的超导转变温度更高,甚至达到了135K。
这些高温超导材料的发现引起了人们的广泛关注。
研究者们探究了这些材料的化学结构和物理特性,以期能够深入理解其超导机理。
他们发现,在这些材料中,超导是由一种称为“库珀对”(Cooper pair)的电子对束缚而成的。
另外,高温超导材料还表现出了一种称为“假体邦”(pseudogap)的现象,即在临界温度以下却无法完全形成超导状态。
这些研究为高温超导材料的进一步理解和实际应用奠定了基础。
二、高温超导材料的物理特性和实际应用高温超导材料的一个重要特性是它们的电阻极低,能够带来很多实际应用。
例如,高温超导材料可以用于制造高度敏感的磁传感器,这些传感器可以检测很小的磁场变化,从而有助于地球物理和医学研究。
此外,高温超导材料还可用于制造高速、高效的电缆和传输线路,提高了电力传输的效率。
另外,高温超导材料的磁性具有很多实际应用。
例如,高温超导材料可以用于制造超导磁体,这些磁体可以产生极强的磁场,用于磁共振成像(MRI)和核聚变等研究。
此外,高温超导材料的磁性还可用于制造磁悬浮列车等高速交通工具,提高交通效率。
三、高温超导材料的研究进展自1986年发现第一种高温超导材料以来,研究者们一直在探究如何提高高温超导材料的超导转变温度,以推动其更广泛地应用。
高温超导材料的研究进展

高温超导材料的研究进展引言高温超导材料是当温度低于某个临界温度时,电阻突然降为零的材料。
自从1986年首次发现高温超导现象以来,科学家们对于高温超导材料的研究一直处于不断深入的阶段。
本文将介绍高温超导材料的研究进展,包括材料的发现、性质的解释以及应用的前景。
第一部分高温超导材料的发现高温超导材料的发现是超导领域的一大突破。
传统的超导材料只能在极低温度下才能实现超导状态,而高温超导材料则能在相对较高的温度下实现超导。
1986年,瑞士IBM实验室的科学家们在一种铜氧化物中发现了高温超导现象,这一发现引起了广泛的关注和研究。
随后,人们又陆续在其他铜氧化物、铁基超导体和钴基超导体中发现了高温超导现象。
这些发现为高温超导材料的研究奠定了基础。
第二部分高温超导材料的性质解释高温超导材料的性质解释是研究的重点之一。
在传统超导理论中,超导电性是由电子与晶格振动相互作用导致的。
然而,高温超导材料的超导机制与传统超导材料有所不同。
通过实验和理论研究,科学家们发现高温超导材料中的超导机制可能与电子之间的强关联效应有关。
这种强关联效应使得电子在材料中形成一种“电子液体”,从而导致电阻为零。
此外,研究还发现,高温超导材料中的电子自旋也起到了重要的作用。
这些性质解释为高温超导材料的研究提供了理论基础。
第三部分高温超导材料的应用前景高温超导材料具有很大的应用潜力。
首先,高温超导材料可以应用于能源传输领域。
由于高温超导材料的电阻为零,可以大大提高能源传输的效率。
此外,高温超导材料还可以应用于磁共振成像和磁力传感器等领域。
其次,高温超导材料还可以应用于电子器件的制造。
由于高温超导材料具有低电阻和高电流密度的特点,可以用于制造高性能的超导电子器件,如超导电子器件和超导量子比特。
最后,高温超导材料还可以应用于材料科学领域。
通过研究高温超导材料的性质和结构,可以为材料科学的发展提供新的思路和方法。
结论高温超导材料的研究进展为科学界带来了新的突破和发展。
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高温超导材料的研究进展程长飞20091410404引言2O世纪8O年代后期高温超导的发现,在全球掀起了一股“超导热”。
经过2O多年的研究发展,我国高温超导技术在超导材料技术、超导强电技术和超导弱电技术三个方面取得了重大进展和突破。
在众多领域中,超导技术的应用具有非常突出的优点和不可取代的作用。
随着高温超导材料和低温制冷技术的迅速发展,使超导技术的应用步伐迅速加快。
超导技术在电力、通信、高新技术装备和军事装备等方面的应用也十分令人向往,具有重要的战略意义。
根据第五届国际超导工业峰会预测,高温超导应用技术将在今后5~10年时间达到实用化水平,并将在2010年前后形成较大规模的产业。
到2010年,全球超导产业的产值预计将达到260亿美元,到2020年将达到2 400亿美元以上。
超导技术将是21世纪具有光明前景的高新技术一、超导的基本概述和基本原理1911年发现,但直到1957年,美国科学家巴丁、库珀和施里弗在《物理学评论》提出BCS理论,其微观机理才得到一个令人满意的解释。
BCS理论把超导,库珀对在晶格当中可以无损耗的运动,形成超导电流。
在BCS理论提出的同时,博戈留波夫(Bogoliubov)也独立的提出了超导电性的的博戈留波夫变换至今为人常用。
电子间的直接相互作用是相互排斥的库仑力。
如果仅仅存在库仑直接作用的话,电子不能形成配对。
但电子间还存在以晶格振动正是这种吸引作用导致了“库珀对”的产生。
大致上,其机理如下:电变,形成一个局域的高正电荷区。
这个局域的高正电荷区会吸引自旋相反的电子,和原来的电子以一定的结合能相结合配对。
在很低的温度下,这个结合能可能高于晶格原子振动的能量,这样,电子对将不会和晶格发生能量交换,也就没有电阻,形成所谓“超导”。
BCS理论而获得1972BCS理论并无法成功的解释所谓第二二、高温超导材料概述对超导现象,BCS 理论给出了比较满意的解释。
而在应用方面,超导现象具有很宽敞的应用空间,具有很高的应用价值。
到了现代,人们一直致力于对超导材料的研究。
在1968此时人们提出疑问,临界温度一直在十几 K 、二十几 K 。
对于这么低的临界温度超导材料的应 用价值何在?能否有更高的临界温度?能否在常温下就有超导现象产生? 1986 年 10月,柏诺兹等人提出了他们在Ba-La-Cu-O 系统中获得了 Tc为 33K 左右的报道。
同年 12 月 15 日,休斯顿大学报告了在处于压力下的 La-Ba-Cu-O 化合物体系中获得 40.2K 的超导转变。
同年 12 月 26 日,中科院物理研究所宣布,他们成功地获得转变温度 48.6K 的超导材料。
到 1987 年 2 月 16 日。
朱经武的试验小组在 92K 处观察到了超导转变。
同年 2 月 24 日,中科院物理研究所赵忠贤领导的研究集体宣布,液氮温区超导体起始转变温度在 100K 左右。
这时期超导临界温度突破液氮沸点 77K 大关,对人类具有划时代的意义三、高温超导材料发展简史自1911年荷兰物理学家卡末林·昂内斯(H.K. Onnes)发现汞(Hg)的超导电性以来,被发现的超导体总数已超过5 000种,超导体的发现经历了从简单到复杂,即由一元系到二元系、以及多元系的过程。
在1911~1932年间,以研究元素超导为主,除汞以外,又发现了Pb 、1990 1970 1950 1930 1910 40 80100Sn 、Nb 等众多的金属元素超导体。
在1932~1953年间,则发现了许多具有超导电性的合金,以及NaCl 结构的过渡金属碳化合物和氮化物,临界转变温度(T c )得到了进一步提高。
随后,在1953~1973年间,发现了如T c >17 K 的Nb 3Sn 等超导体。
其中,1973年Nb 3Ge 的发现,使T c 的最高纪录上升到23.2 K 。
但在1986年以前,超导材料的T c 都太低,故被称为低温超导体。
这种超导体一般需要在昂贵的液氦(4.2 K)环境中工作。
由于液氦制冷的方法昂贵且不方便,故低温超导体的应用用长期得不到大规模发展。
1986年,瑞士科学家贝德诺兹(J.G . Bednorz)和米勒(K.A. Müller)制备出了T c 为35 K 的镧-钡-铜-氧(La-Ba-Cu-O)高温氧化物超导体,从而引发了全球范围内研究HTS 材料的热潮。
1987年,美国华裔科学家朱经武和中国科学家赵忠贤等人相继发现钇-钡-铜-(Y-Ba-Cu-O)氧化物超导体,把T c 提高到90 K 以上,液氮的禁区(77 K)也奇迹般地被突破了。
1988年初,法国的米切尔(Michel)等人发现了第三类超导体:铋-锶-钙-铜-氧(Bi-Sr-Ca-Cu-O)氧化物超导体,T c 达到了110K 。
紧接着,美国Arkansas 州大学的盛正直和Hermann 又发现T c =125 K 的铊-钡-钙-铜-氧(Tl-Ba-Ca-Cu-O)氧化物超导体。
此后,一直到1993年,Putilin 和Schilling 等人又发现了T c =135 K 的汞-钡-钙-铜-氧(Hg-Ba-Ca-Cu-O)氧化物超导体,至今它还保持着最高的临界转变温度。
四、高温超导材料发展现状高温超导材料从单一的稀土系发展到铋系、铊系,目前又出现了130k 的不含铜TI-Sr-V-o高温超导体,其材料的制备着眼于有实用意义的体材、线材、带材、薄膜。
高温超导材料的制备及其制备工艺的研究一直是重点研究课题。
目前有二十多种方法都可以制备出能稳定的高温超导材料。
制备体(块)、带(线)材和膜(薄膜、厚膜)材料的方法是不同的,但是可以相互通用。
,例如,薄膜的Jc很高,可以用类似薄膜的生产方法制备超导带材。
熔融织构法本事制备体材的方法,现在也可以用来制备线材。
到目前为止,高温超导材料仍处于试验制备规模,只有少数几种方法发展到小批量生产规模。
在市场上作为商品出售的有超导粉末,超导浆料和膏剂,还有高温超导薄膜。
随着工艺的改进,生产成本也已经下降。
特别是高温超导薄膜,在最近一年里售价降低了1/2--2/3,随之薄膜器件的价格也降低了。
超导材料的制备技术仍不成熟,还会出现一些新方法,而有些方法将被淘汰。
经过四年多的研究,高温超导材料性能指标已经有了很多的提高。
很多方法制备的薄膜,Jc均可达到很高的水平。
对陶瓷超导材料来说,线材的加工时一个难点,由于陶瓷质脆,目前多采用金属(以银为主)包裹管的方法,现在应经能够制备长达100多米的超导线。
也有直接制成超导线圈的。
铋系超导体组成的稳定,现在制的长线材多为铋系。
许多超导专家都对铋系给予很大重视。
最近,日本人是说他们发现,包银的铋系超导线在磁场增加时,Jc并没有下降,这以结果是令人惊奇的,制的深入研究。
在世界范围内,高温超导研究结束了感情激动地时期,进入了较冷静理智时期。
各国政府和民间都投入了大量的资金,组织专门队伍,确定目标,极大地促进了高温超导材料的研究,国家实验室和大厂家也投资进行高温超导研究的实用化进程。
高温超导材料研究是一项长期的高投资研究项目,保证经费的稳定性和科研人员的稳定性与持续性是十分重要的,一些发达国家的研究经费也是逐年增加的。
为了满足高温超导材料研究的需要,各国相继建立了高温超导中心和供高温超导研究的公共实验室。
高温超导的相关技术也发展很快,已试制出自动合成装置,可同时制备多个超导样品。
研制出可以承担繁重操作和有毒作业的机器人系统,确立了高温超导分析与检测技术系统以及与高温超导技术匹配的制冷系统。
随着科研工作的深入进行,发表的文献量也极具增加,并不限于物理学期刊,在一般工业技术、金属或冶金、化学及刮宫、陶瓷、电子学等报刊上也有相当数量的高温超导文献。
根据对德温特专刊的统计,每周公布的高温超导专刊约30件,从内容来看,应用方面的各占10%。
每年还举行多次国际会议,已经出版了躲过文字的高温超导会议文集和专著。
五、我国高温超导材料的发展1 国内超导材料与薄膜技术我国在铋系带材、钇系大面积双面薄膜、钇系新型涂层带材、钇系准单畴块材和高温超导电缆等方面,其技术发展水平与国际水平相当或相近,某些方面甚至处于国际领先水平。
目前,国内带材研究单位在核心的粉体技术方面,建立了粉体质量控制体系,保证了前驱粉体较好的重复性和稳定性;在带材的加工和热处理方面,解决了长带鼓泡和芯丝不均匀性问题,消除了长期困扰Bi(铋)系长带制备的障碍,所制备的带材的最高临界电流密度J..>4.0 X 10 A/cm (』 =125 A),200 m长带的临界电流密度J >3.0 X10 A/cm (临界电流』 =90 A),这些成果都达到了目前国际先进水平。
北京英纳超导技术公司和西北有色金属研究院先后建成了年产200 km的生产线,为我国超导技术应用的产业化提供了必要的材料基础。
英纳超导公司300 m长带的临界电流大于100 A,达到国际先进水平。
其产品在满足国内需求的同时,还出口到韩国、欧洲等地。
近年来第二代高温超导带材的研究成为国内外超导研究的热点。
我国在“863”计划的支持下,已初步实现了第二代带材的动态制备,数十厘米长的带材的超导临界电流达到40 A。
在高温超导单畴块材方面,我国在材料制备工艺上有知识产权,与国际先进水平的差距较小。
北京有色金属研究总院制成了直径5 cm,冻结场7 T(4.2 K),磁悬浮力16 N/cm 的钇系块材,并实现了直径4 cm单畴材料的小批量生产。
2000年12月国产的340余块钇系块材用于世界首辆载人高温超导磁悬浮实验车系统。
同时,铋系带材、钇系准单畴块材及钇系新型涂层带材等是供高温超导电缆、限流器、变压器、磁储能系统、电机、核磁共振成像(MRI)磁体等技术应用和研究所需的材料。
我国的钇系2英寸双面薄膜制备水平与国际水平相当。
中科院物理所、北京有色金属研究总院和电子科技大学等单位,分别实现了3英寸双面钇钡铜氧(YBCO,YBaCuO)薄膜的小批量制备。
天津海泰超导司引进德国THEVA公司的多元反应共蒸合成法技术,生产出了直径3英寸以上的超导薄膜,最大直径可达8英寸。
现在已具备2英寸、3英寸双面超导薄膜稳定的批量生产能力,超导薄膜各项性能指标均达到国内领先、国际先进水平。
YBCO,YBaCuO薄膜的表面微波电阻尺达到1毫欧以下(10 GHz,77 K),最小达400微欧,临界电流密度J >1 X 10。
A/cm ,J 分布的不均匀性小于10%。
综合指标[临界温度( )、临界电流密度(., )、表面电阻(尺 )、薄膜厚度、表面形貌],基本达到微波应用的要求。
对于强电应用的超导薄膜限流器,这种薄膜的I—V特性基本能满足应用要求。
而中科院物理所、南开大学的2英寸双面铊,Tl一2212薄膜,尺均达800微欧以下,最小达350微欧。