超导的研究现状及其发展前景

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1、题目:超导的研究现状及其发展前作者单位：陕西师范大学物理学与信息技术学院物理学一班作者姓名：杜瑞，程琳，党晓菲，闫甜，王福琼，刘洁，刘园，郭丽丽学号：40606043,40606042,40606044,40606045,40606046,40606047,40606048,40606049指导教师：郭芳侠交论文时间：20007-11-28超导的研究现状及其发展前景(陕西师范大学物理学一班第七组710062)摘要：本文简单介绍了一些与超导相关的概念，超导材料，超导的简史，超导的研究现状及对超导应用的前景展望。关键字：超导，超导体，超导现象，超导材料，临界参量，研究现状，前景Superc

2、onductivityresearchpresentsituationandprospectsfordevelopment(ShaanxinormaluniversityphysicsoneclassSeventhgroup710062)Abstract:Thisarticlesimplyintroducedsomeandthesuperconductivitycorrelationconcept,thesuperconductivitymaterial,thesuperconductivitybriefhistory,thesuperconductivityresearchprese

3、ntsituationandtothesuperconductivityapplicationprospectforecast.Keyword:superconductors,superconductors,superconductor,superconductingmaterials,criticalparameters引言：某些金属、合金和化合物，在温度降到绝对零度附近某…特定温度时，它们的电阻率突然减小到无法测量的现象叫做超导现象，能够发生超导现象的物质叫做超导体。超导材料和常规导电材料的性能有很大的不同：零电阻性、完全抗磁性、约瑟夫森效应。这些特性构成了超导材料在科学技术领域越

4、来越引人注目的各类应用的依据。超导技术被认为是21世纪最具有战略意义的高新技术.目前已被广泛用于超导电缆、超导变压器、超导电机、超导限流器、超导磁分离器、超导磁共振成像(MRI)、超导储能装置、超导磁悬浮列车等应用产品的研发，在许多领域取得了重大突破，具有十分广阔的市场前景超导简介：超导材料具有在一定的低温条件下呈现出电阻等于零以及排斥磁力线的性质的材料。现已发现有28种元素和几千种合金和化合物可以成为超导体。特性超导材料和常规导电材料的性能有很大的不同。主要有以下性能。零电阻性：超导材料处于超导态时电阻为零，能够无损耗地传输电能。如果用磁场在超导环中引发感生电流，这一电流可以毫不衰减

5、地维持下去。这种“持续电流”已多次在实验中观察到。完全抗磁性:超导材料处于超导态时,只要外加磁场不超过一定值，磁力线不能透入，超导材料内的磁场恒为零。约瑟夫森效应两超导材料之间有一薄绝缘层（厚度约1nm）而形成低电阻连接时，会有电子对穿过绝缘层形成电流，而绝缘层两侧没有电压，即绝缘层也成了超导体。当电流超过一定值后，绝缘层两侧出现电压U（也可加一电压U）,同时，直流电流变成高频交流电，并向外辐射电磁波，其频率为，其屮h为普朗克常数，e为电子电荷。这些特性构成了超导材料在科学技术领域越来越引人注目的各类应用的依据基本临界参量有以下3个基本临界参量。临界温度:外磁场为零时超导材料由正常态转

6、变为超导态（或相反）的温度，以Tc表示。Tc值因材料不同而异。已测得超导材料的最低Tc是簡为0.012Ko到1987年，临界温度最高值已提高到100K左右。临界磁场：使超导材料的超导态破坏而转变到正常态所需的磁场强度，以He表示。He与温度T的关系为Hc=H0[1-(T/Tc)2],式中H0为0K吋的临界磁场。临界电流和临界电流密度：通过超导材料的电流达到一定数值时也会使超导态破态而转变为正常态，以lc表示。IC-般随温度和外磁场的增加而减少。单位截面积所承载的lc称为临界电流密度，以Jc表示分类：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。超导元素：在常压下有

7、28种元素具超导电性，其中锐(Nb)的Tc最高，为9.26Ko电工中实际应用的主要是枫和铅(Pb,Tc=7.201K),已用于制造超导交流电力电缆、高Q值谐振腔等。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。如最先应用的覩钳合金(Nb-75Zr),其Tc为10.8K,He为8.7特。继后发展了锐钛合金，虽然Tc稍低了些，但He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