㈠ 高温超导材料
高温超导材料,是具有高临界转变温度(Tc)能在液氮温度条件下工作的超导材料。因主要是氧化物材料,故又称高温氧化物超导材料。
高温超导材料不但超导转变温度高,而且成分大多是以铜为主要元素的多元金属氧化物,氧的含量不确定,具有陶瓷性质。氧化物中的金属元素(如铜)可能存在多种化合价,化合物中的大多数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取代,但仍不失其超导电性。除此之外,高温超导材料具有明显的层状二维结构,超导性能具有很强的各向异性。
已发现的高温超导材料按成分分为含铜的和不含铜的 。含铜超导材料有镧钡铜氧体系(Tc=35~40K)、钇钡铜氧体系(按钇含量不同 ,T发生复化。最低为20K ,高可超过90K)、铋锶钙铜氧体系 (Tc=10~110K)、铊钡钙铜氧体系(Tc=125K) 、铅锶钇铜氧体系 (Tc约70K) 。不含铜超导体主要是钡钾铋氧体系( Tc约30K) 。已制备出的高温超导材料有单晶、多晶块材,金属复合材料和薄膜。高温超导材料的上临界磁场高,具有在液氦以上温区实现强电应用的潜力。
㈡ 超导材料有哪些
1、铜氧超导体
铜氧超导体是最早发现的高温超导体,20世纪八十年代缪勒、柏诺兹合成的钡-镧-铜-氧系高温超导体和朱经武、赵忠贤合成的钇-钡-铜-氧系高温超导体均属于此范畴。
2、铁基超导体
自从2006年发现铁基超导体以来,对铁基超导体日趋深入,比较突出的成果有:2008年,日本科学家细野秀雄发现掺杂F的LaFeOP超导体具有26K的临界温度;
3、硼化镁超导体
2001年1月,日本青山学院大学J.Akimitsu教授等人首次发现MgB2具有超导电性,其临界温度约为39K。虽然硼化镁的临界温度较低,但与铜氧超导体、铁基超导体相比,仍有很多优势,包括:结构简单、易于制备;原料来源广泛、成本较低;易于加工。
(2)高温超导体材料价格扩展阅读
超导材料的应用主要有:
①利用材料的超导电性可制作磁体,应用于电机、高能粒子加速器、磁悬浮运输、受控热核反应、储能等;可制作电力电缆,用于大容量输电;可制作通信电缆和天线,其性能优于常规材料。
②利用材料的完全抗磁性可制作无摩擦陀螺仪和轴承。
③利用约瑟夫森效应可制作一系列精密测量仪表以及辐射探测器、微波发生器、逻辑元件等。利用约瑟夫森结作计算机的逻辑和存储元件,其运算速度比高性能集成电路的快10~20倍,功耗只有四分之一。
㈢ 高温超导材料是什么原理低温呢
关于超导:
1911年,荷兰莱顿大学的卡茂林·昂尼斯意外地发现,将汞冷却到-268.98°C时,汞的电阻突然消失;后来他又发现许多金属和合金都具有与上述汞相类似的低温下失去电阻的特性,由于它的特殊导电性能,卡茂林·昂尼斯称之为超导态。卡茂林由于他的这一发现获得了1913年诺贝尔奖。
这一发现引起了世界范围内的震动。在他之后,人们开始把处于超导状态的导体称之为“超导体”。超导体的直流电阻率在一定的低温下突然消失,被称作零电阻效应。导体没有了电阻,电流流经超导体时就不发生热损耗,电流可以毫无阻力地在导线中形成强大的电流,从而产生超强磁场。
关于高温超导体:
20世纪80年代是超导电性的探索与研究的黄金年代。1981年合成了有机超导体,1986年缪勒和柏诺兹发现了一种成分为钡、镧、铜、氧的陶瓷性金属氧化物LaBaCuO4,其临界温度约为35K。由于陶瓷性金属氧化物通常是绝缘物质,因此这个发现的意义非常重大,缪勒和柏诺兹因此而荣获了1987年度诺贝尔物理学奖。
1987年在超导材料的探索中又有新的突破,美国休斯顿大学物理学家朱经武小组与中国科学院物理研究所赵忠贤等人先后研制成临界温度约为90K的超导材料YBCO(钇铋铜氧)。
1988年初日本研制成临界温度达110K的Bi-Sr-Ca-Cu-O超导体。至此,人类终于实现了液氮温区超导体的梦想,实现了科学史上的重大突破。这类超导体由于其临界温度在液氮温度(77K)以上,因此被称为高温超导体。
自从高温超导材料发现以后,一阵超导热席卷了全球。科学家还发现铊系化合物超导材料的临界温度可达125K,汞系化合物超导材料的临界温度则高达135K。如果将汞置于高压条件下,其临界温度将能达到难以置信的164K。
㈣ 现在的高温超导体最高的温度是多少度
超导体得天独厚的特性,使它可能在各种领域得到广泛的应用。但由于早期的超导体存在于液氦极低温度条件下,极大地限制了超导材料的应用。人们一直在探索高温超导体,从1911年到1986年,75年间从水银的4.2K提高到铌三锗的23.22K,才提高了19K。
1986年,高温超导体的研究取得了重大的突破。掀起了以研究金属氧化物陶瓷材料为对象,以寻找高临界温度超导体为目标的“超导热”。全世界有260多个实验小组参加了这场竞赛。
1986年1月,美国国际商用机器公司设在瑞士苏黎世实验室科学家柏诺兹和缪勒首先发现钡镧铜氧化物是高温超导体,将超导温度提高到30K;紧接着,日本东京大学工学部又将超导温度提高到37K;12月30日,美国休斯敦大学宣布,美籍华裔科学家朱经武又将超导温度提高到40.2K。
1987年1月初,日本川崎国立分子研究所将超导温度提高到43K;不久日本综合电子研究所又将超导温度提高到46K和53K。中国科学院物理研究所由赵忠贤、陈立泉领导的研究组,获得了48.6K的锶镧铜氧系超导体,并看到这类物质有在70K发生转变的迹象。2月15日美国报道朱经武、吴茂昆获得了98K超导体。2月20日,中国也宣布发现100K以上超导体。3月3日,日本宣布发现123K超导体。3月12日中国北京大学成功地用液氮进行超导磁悬浮实验。3月27日美国华裔科学家又发现在氧化物超导材料中有转变温度为240K的超导迹象。很快日本鹿儿岛大学工学部发现由镧、锶、铜、氧组成的陶瓷材料在14℃温度下存在超导迹象。高温超导体的巨大突破,以液态氮代替液态氦作超导制冷剂获得超导体,使超导技术走向大规模开发应用。氮是空气的主要成分,液氮制冷机的效率比液氦至少高10倍,所以液氮的价格实际仅相当于液氦的1/100。液氮制冷设备简单,因此,现有的高温超导体虽然还必须用液氮冷却,但却被认为是20世纪科学上最伟大的发现之一。
㈤ 目前发现的超导材料的临界温度最高能够达到多少K
目前超导材料可达到的最高超导临界温度是140k。
超导临界温度
这是超导体从正常态转变为超导态(0电阻)时的温度。实际上也就是把Cooper电子对解体开来的温度。
对于转变温度范围较宽的超导体(如高温超导体),临界温度可分为起始转变温度、中转变温度和0电阻温度。
这是超导体从正常态转变为超导态(0电阻)时的温度。实际上也就是把Cooper电子对解体开来的温度。
对于转变温度范围较宽的超导体(如高温超导体),临界温度可分为起始转变温度、中转变温度和0电阻温度。
这是超导体从正常态转变为超导态(0电阻)时的温度。实际上也就是把Cooper电子对解体开来的温度。
对于转变温度范围较宽的超导体(如高温超导体),临界温度可分为起始转变温度、中转变温度和0电阻温度。
20世纪80年代初,米勒和贝德诺尔茨开始注意到某些氧化物陶瓷材料可能有超导电性,他们的小组对一些材料进行了试验,于1986年在镧-钡-铜-氧化物中发现了Tc=35K的超导电性。1987年,中国、美国、日本等国科学家在钡-钇-铜氧化物中发现Tc处于液氮温区有超导电性,使超导陶瓷成为极有发展前景的超导材料。
㈥ 什么是高温超导材料
人类最早发现的超导材料出现超导效应的超导温度范围是23K(摄氏零下250℃)以下,后来又发现了可以在更高温度下出现超导效应的材料,就被称作“高温超导体”,目前的超导材料最高可以在130多K(摄氏零下130多℃)的温度下呈现超导效应。
㈦ 高温超导体
20世纪80年代是超导电性的探索与研究的黄金年代。1981年合成了有机超导体,1986年缪勒和柏诺兹发现了一种成分为钡、镧、铜、氧的陶瓷性金属氧化物LaBaCuO4,其临界温度约为35K。由于陶瓷性金属氧化物通常是绝缘物质,因此这个发现的意义非常重大,缪勒和柏诺兹因此而荣获了1987年度诺贝尔物理学奖。
1987年在超导材料的探索中又有新的突破,美国休斯顿大学物理学家朱经武小组与中国科学院物理研究所赵忠贤等人先后研制成临界温度约为90K的超导材料YBCO(钇铋铜氧)。
1988年初日本研制成临界温度达110K的Bi-Sr-Ca-Cu-O超导体。至此,人类终于实现了液氮温区超导体的梦想,实现了科学史上的重大突破。这类超导体由于其临界温度在液氮温度(77K)以上,因此被称为高温超导体。
自从高温超导材料发现以后,一阵超导热席卷了全球。科学家还发现铊系化合物超导材料的临界温度可达125K,汞系化合物超导材料的临界温度则高达135K。如果将汞置于高压条件下,其临界温度将能达到难以置信的164K。
1997年,研究人员发现,金铟合金在接近绝对零度时既是超导体同时也是磁体。1999年科学家发现钌铜化合物在45K时具有超导电性。由于该化合物独特的晶体结构,它在计算机数据存储中的应用潜力将是非常巨大的。
㈧ 什么叫做高温超导材料
超导技术的研究是当代科技中的一项重大课题。随着“低温”超导材料研究开发难度的增大,兴起了“高温”超导材料的研究开发。
早在1911年,荷兰科学家昂尼斯用液氮冷却水银,当温度降到-2690C左右时,发现水银的电阻空气完全消失,这种现象称为“超导”现象,所有具有这种零电阻的材料称为超导体。由于超导体具有两大宏观特征,即零电阻和完全抗磁性,因而它可以输送大电流不发热,几乎不损耗能量。但是在1911年之后的70多年里,科学家所研制的超导体一直处在低温下,最高温度只有23.2K。直到80年代后期,发现了转变温度达35K的镧钡铜氧化物之后,世界性的“高温”超导材料的研究开发热才蓬勃发展起来。从1987年到现在,美、中、日三国都相继发现了转变温度100K的超导材料。当前,世界各国在高温超导材料研究方面竞争十分激烈,都希望率先找到常温条件下的高温超导材料。我国对超导材料的探索,以及相关的材料科学基础性研究方面一直保持或接近世界前沿。1998年7月24日,北京有色金属研究总院研制成功我国第一根由铋系高温超导材料制造的输电电缆,性能达到世界先进水平。
高温超导材料的应用必将导致一场新的技术革命,其意义不亚于半导体材料。这是因为超导材料的应用领域较广:①电力输送。可以不加压输电,电能损失可减少10%以上,电费开支可节省15%以上。据测算,单是超导输电的实现就可使美国一年节省价值100亿美元的电力。②受控热核聚变反应装置。其反应过程中的温度高达1亿摄氏度,目前还没有任何装置能约束这种极高温的反应过程,而将来用超导体产生的超强磁场可有效地控制这种反应过程。③超导磁悬浮列车。这种列车打破了传统的轮轨接触方式,它是在没有轮子的车厢上和轨道上安置线圈,电流通过时使之产生相斥的磁场将车厢抬起悬浮状,以线形电机推动车厢前进。这种列车没有轮轨接触滚动的阻力,列车行驶速度大大提高,时速可达500多公里。如北京到广州,只需要4个多小时。另外,用超导电动汽车取代燃油汽车,全世界每年可节省燃油10亿吨以上,并可大大减少噪音和环境污染。④超导电子计算机。用超导芯片将大大提高计算机的运算速度,并减少体积。美国IBM公司研制的一台运算速度为8000万次/秒的超导计算机,体积只有一部电话机大小,其元件不发热,可长时间高效率运行。