高温超导材料与技术的发展及应用[修订]

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1、JournalofUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaAug.2006高温超导材料与技术的发展及应用金建勋，郑陆海(电了科技人学口动化工程学院成都610054)【摘要】近一个世纪以來，超导理论、超导材料和超导应用技术已经取得了重人的发展，尤英是新近发展的具仃很高实用性能的高温超导(HTS)材料与技术，已开始从实验研究走向实际应用阶段。该文简要介绍了高温超导(HTS)材料的发现历史,阐述珮敷瘁疇卿騙瞬關鬱期掘领域中澀齋魏飙。'TM26；TH142.8八DevelopmentandA

2、pplicationsofHigh(SchoolofAutomationEngineering.Univ,ofElectron.Sci.&Tech,ofChinaChengdu610054)AbstractSincetheearlytimeoflastcentury,superconductivitytheories,materials,applications,andtheirassociatedtechnologieshavebeensubstantiallydeveloped.Atpresentthefocusontheapplied

3、superconductingtechnologyhasbeenmovingtotheindustrialpreparationsfromthelaboratoiyresearchstage,andthetechnologyhasbeenwellverifiedforpracticalapplicationsfromsmalltolargescales・ThispaperprovidesacomprehensiveKeywordshightemperaturesuperconductor(HTS);practicalHTSmaterials

4、;HTSapplications;HTS贼理矗f廊战耶丹铤yt㈱曲e觀眄划eMi■曲i衣审卵诙确Superconductivity(HTS)withregardtovariousapplicable加竄奪删艘JW魏峑熾劇齟詡腸鈣3歎勰彗愧知^刑阳醜行了不懈地探索和研究。在硏究不断取得突破和进展的同时，人们也努力尝试着发掘它潜在的应用特性，在研究的初期已取得了一定的成果。但初期低温超导材料自身的性质以及对液氮温区工作环境的需求，限制了它的应用发展。1986年，高温超导(HTS)材料的发现，乂一次激发了研究HTS和其实用材料的热潮。经过20年的

5、发展,E瞬龜超酬的箱发倾筛變材，戸前止在发展的第一代HTS带材-YBCO涂层导体，近一步强化了HTS带材牒腸麟継齬讎關囁纵榊WgBI禹酿鰹tWSft发營黠協验超过500()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获得了很好的应用，后者已开启了HTS材料在弱电领域中的应用，并且有着非常广阔的发展前景。年间，以研究元素超导为丄，除汞以外，又发现了Pb、Sn、Nb等众多的金属元素超导体。在1932〜1953年问，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

6、变温度(c)得到了进一步提高。随后，在1953〜1973年间，发现了如c>17K的NbsSn等超导休。其屮，1973年NbsGe收稿口期：20061()6I19的爱卿鹼金團蟻超掠上卿到烧烈讎便聲隔觀梆刪嘟樂確胸熾舫点灑顧榕釀窩温超导屯机技术方也的研究.种超导体一般需要在昂贵的液氮(4.2K)坏境屮工作。由于液氨制冷的方法昂贵且不方便，故低温超导休的应金建勋等：高温超导材料与技术的发展及应用613用长期得不到大规模发展。1986年，瑞士科学家贝德诺兹(J.G.Bedno⑵160和米勒(K・A・Muller)制备出了几为35K的¥

7、询省贝■铜■

8、氧(［^■{^(―①高温氧化物超导体⑴，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［2］和屮国科学家赵忠贤等人［3］相继发现铠■顿-铜■氧(丫4^6・0)氧化物超导休，把八提髙到90K以上，液氮的禁区(77K)也奇迹般地被14080190019101920193019401950I960198019902000突破了。1988年初，法国的米切尔(Michel)等人⑷发年代60图1超导体氏提高的历史简闊7°现了第三类超导体：钮■總■钙■铜■氧⑻-虻趕疋搅似化物總拿嗣叽財眉磚舸喪护繁人冈发现的金属间化合物MgB2

9、超导体，临界转变温度几冲瞬BCg號豔聽峨鋼駐諫黜1艘体二元金属间化合物中是最高的。超导杯提高的历史简-Ba-Ca-Cu-O)热处理热处理图2Bi系HTS线(带)材制备丁艺流程饬更