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超导材料论文

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超导材料论文

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。①零电阻性: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地维持下去。这种“持续电流”已多次在实验中观察到。②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。③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,其中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。①临界温度:外磁场为零时超导材料由正常态转变为超导态(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是钨,为。到1987年,临界温度最高值已提高到100K左右。②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Hc表示。Hc与温度T 的关系为Hc=H0[1-(T/Tc)2],式中H0为0K时的临界磁场。③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Ic表示。Ic一般随温度和外磁场的增加而减少。单位截面积所承载的Ic称为临界电流密度,以Jc表示。 超导材料的这些参量限定了应用材料的条件,因而寻找高参量的新型超导材料成了人们研究的重要课题。以Tc为例,从1911年荷兰物理学家H.开默林-昂内斯发现超导电性(Hg,Tc=)起,直到1986年以前,人们发现的最高的 Tc才达到(Nb3Ge,1973)。1986年瑞士物理学家.米勒和联邦德国物理学家.贝德诺尔茨发现了氧化物陶瓷材料的超导电性,从而将Tc提高到35K。之后仅一年时间,新材料的Tc已提高到100K左右。这种突破为超导材料的应用开辟了广阔的前景,米勒和贝德诺尔茨也因此荣获1987年诺贝尔物理学奖金。 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。①超导元素:在常压下有28种元素具超导电性,其中铌(Nb)的Tc最高,为。电工中实际应用的主要是铌和铅(Pb,Tc=),已用于制造超导交流电力电缆、高Q值谐振腔等。② 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。如最先应用的铌锆合金(Nb-75Zr),其Tc为,Hc为特。继后发展了铌钛合金,虽然Tc稍低了些,但Hc高得多,在给定磁场能承载更大电流。其性能是Nb-33Ti,Tc=,Hc=特;Nb-60Ti,Tc=,Hc=12特()。目前铌钛合金是用于7~8特磁场下的主要超导磁体材料。铌钛合金再加入钽的三元合金,性能进一步提高,Nb-60Ti-4Ta的性能是,Tc=,Hc=特();Nb-70Ti-5Ta的性能是,Tc=,Hc=特。③超导化合物:超导元素与其他元素化合常有很好的超导性能。如已大量使用的Nb3Sn,其Tc=,Hc=特。其他重要的超导化合物还有V3Ga,Tc=,Hc=24特;Nb3Al,Tc=,Hc=30特。④超导陶瓷: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。 应用 超导材料具有的优异特性使它从被发现之日起,就向人类展示了诱人的应用前景。但要实际应用超导材料又受到一系列因素的制约,这首先是它的临界参量,其次还有材料制作的工艺等问题(例如脆性的超导陶瓷如何制成柔细的线材就有一系列工艺问题)。到80年代,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(功率可达10000MVA);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。 1911年,荷兰物理学家昂尼斯(1853~1926)发现,水银的电阻率并不象预料的那样随温度降低逐渐减小,而是当温度降到附近时,水银的电阻突然降到零。某些金属、合金和化合物,在温度降到绝对零度附近某一特定温度时,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。超导体由正常态转变为超导态的温度称为这种物质的转变温度(或临界温度)TC。现已发现大多数金属元素以及数以千计的合金、化合物都在不同条件下显示出超导性。如钨的转变温度为,锌为,铝为,铅为。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。超导科学研究 1.非常规超导体磁通动力学和超导机理 主要研究混合态区域的磁通线运动的机理,不可逆线性质、起因及其与磁场和温度的关系,临界电流密度与磁场和温度的依赖关系及各向异性。超导机理研究侧重于研究正常态在强磁场下的磁阻、霍尔效应、涨落效应、费米面的性质以及T医学研究等 磁体科学和技术 强磁场的价值在于对物理学知识有重要贡献。八十年代的一个概念上的重要进展是量子霍尔效应和分数量子霍耳效应的发现。这是在强磁场下研究二维电子气的输运现象时发现的(获85年诺贝尔奖)。量子霍尔效应和分数量子霍尔效应的发现激起物理学家探索其起源的热情,并在建立电阻的自然基准,精确测定基本物理常数e,h和精细结构常数(=e2/h(0c等应用方面,已显示巨大意义。高温超导电性机理的最终揭示在很大程度上也将依赖于人们在强磁场下对高温超导体性能的探索。 熟悉物理学史的人都清楚,由固体物理学演化为凝聚态物理学,其重要标志就在于其研究对象的日益扩大,从周期结构延伸到非周期结构,从三维晶体拓宽到低维和高维,乃至分数维体系。这些新对象展示了大量新的特性和物理现象,物理机理与传统的也大不相同。这些新对象的产生以及对新效应、新现象的解释使得凝聚态物理学得以不断的丰富和发展。在此过程中,极端条件一直起着至关重要的作用,因为极端条件往往使得某些因素突出出来而同时抑制其它因素,从而使原本很复杂的过程变得较为简单,有利于直接了解物理本质。 相对于其它极端条件,强磁场有其自身的特色。强磁场的作用是改变一个系统的物理状态,即改变角动量(自旋)和带电粒子的轨道运动,因此,也就改变了物理系统的状态。正是在这点上,强磁场不同于物理学的其他一些比较昂贵的手段,如中子源和同步加速器,它们没有改变所研究系统的物理状态。磁场可以产生新的物理环境,并导致新的特性,而这种新的物理环境和新的物理特性在没有磁场时是不存在的。低温也能导致新的物理状态,如超导电性和相变,但强磁场极不同于低温,它比低温更有效,这是因为磁场使带电的和磁性粒子的远动和能量量子化,并破坏时间反演对称性,使它们具有更独特的性质。 强磁场可以在保持晶体结构不变的情况下改变动量空间的对称性,这对固体的能带结构以及元激发及其互作用等研究是非常重要的。固体复杂的费米面结构正是利用强磁场使得电子和空穴在特定方向上的自由运动从而导致磁化和磁阻的振荡这一原理而得以证实的。固体中的费米面结构及特征研究一直是凝聚态物理学领域中的前沿课题。当今凝聚态物理基础研究的许多重大热点都离不开强磁场这一极端条件,甚至很多是以强磁场下的研究作为基础。如波色凝聚只发生在动量空间,要在实空间中观察到此现象必需在非均匀的强磁场中才得以可能。又如高温超导的机理问题、量子霍尔效应研究、纳米材料和介观物体中的物理问题、巨磁阻效应的物理起因、有机铁磁性的结构和来源、有机(包括富勒烯〕超导体的机理和磁性、低维磁性材料的相变和磁相互作用、固体中的能带结构和费米面特征以及元激发及其互作用研究等等,强磁场下的研究工作将有助于对这些问题的正确认识和揭示,从而促进凝聚态物理学的进一步发展和完善。 带电粒子象电子、离子等以及某些极性分子的运动在磁场特别是在强磁场中会产生根本性变化。因此,研究强磁场对化学反应过程、表面催化过程、材料特别是磁性材料的生成过程、生物效应以及液晶的生成过程等的影响,有可能取得新的发现,产生交叉学科的新课题。强磁场应用于材料科学为新的功能材料的开发另辟新径,这方面的工作在国外备受重视,在国内也开始有所要求。高温超导体也正是因为在未来的强电领域中蕴藏着不可估量的应用前景才引起科技界乃至各国政府的高度重视。因此,强磁场下的物理、化学等研究,无论是从基础研究的角度还是从应用角度考虑都具有非常重要的科学和技术上的意义,通过这一研究,不仅有助于将当代的基础性研究向更深层次开拓,而且还会对国民经济的发展起着重要的推动作用。

超导材料的毕业论文

品 名:超导陶瓷拼音:chao1dao3tao2ci2英文名称:superconductivity ceramics说明:具有超导性的陶瓷材料。其主要特性是在一定临界温度下电阻为零即所谓零阻现象。在磁场中其磁感应强度为零,即抗磁现象或称迈斯纳效应(Meissner effect)。高临界温度(90开以上)的超导陶瓷材料组成有YBa2Cu3O7-δ,Bi2Sr2Ca2Cu3O10,Tl2Ba2Ca2Cu3O10。超导陶瓷在诸如磁悬浮列车、无电阻损耗的输电线路、超导电机、超导探测器、超导天线、悬浮轴承、超导陀螺以及超导计算机等强电和弱电方面有广泛应用前景。奇异的超导陶瓷1973年,人们发现了超导合金――铌锗合金,其临界超导温度为,该记录保持了13年。1986年,设在瑞士苏黎世的美国IBM公司的研究中心报道了一种氧化物(镧-钡-铜-氧)具有35K的高温超导性,打破了传统“氧化物陶瓷是绝缘体”的观念,引起世界科学界的轰动。此后,科学家们争分夺秒地攻关,几乎每隔几天,就有新的研究成果出现。1986年底,美国贝尔实验室研究的氧化物超导材料,其临界超导温度达到40K,液氢的“温度壁垒”(40K)被跨越。1987年2月,美国华裔科学家朱经武和中国科学家赵忠贤相继在钇-钡-铜-氧系材料上把临界超导温度提高到90K以上,液氮的禁区(77K)也奇迹般地被突破了。1987年底,铊-钡-钙-铜-氧系材料又把临界超导温度的记录提高到125K。从1986-1987年的短短一年多的时间里,临界超导温度竟然提高了100K以上,这在材料发展史,乃至科技发展史上都堪称是一大奇迹!高温超导材料的不断问世,为超导材料从实验室走向应用铺平了道路。

二硼化镁是迄今临界温度最高的金属化合物超导体,超导转变温度达39K

本人先总结九条原则(请谅解无暇详细展开,请你自己展开想象的翅膀吧,哈哈)及其课题举例(课题仅仅是初步设想,不够专业、不够深入且缺乏前沿资料,需要深入修改,故仅供参考而已,例如:研究课题不写“研究”二字可能更佳,因为几十年来很多专家学者都认为“研究”二字在科研题目上用得太滥!):1.自己感兴趣的题目:例如教育学、师范专业专注于启发式、创新性教学法,例如《初论语言是智慧(其次才是语法)》;医学专业:《癌症的心理疗法初探》...2.自己有条件有能力完成的题目:例如:理工农医药学专业需要配备实验室、仪器设备、材料、动物、药品以及科研资金储备;课题举例:《人眼识别机器人的初步研究》《人参皂甙对兔心脏再灌注损伤线粒体的自由基测试对比研究》。再如:人文学科只考虑图书馆藏书、网上资料搜索、查询水平、外语水平、时间如何以及参考文献数量之类。课题举例:《论萨特存在主义与道家阴阳理论的关系》《弗洛伊德心理分析与荣格心理学的分歧对比及其特色以及对人格、社会、健康等方面的不同意义》《量子力学与佛学的关系初步研究》《论色即是空空即是色及其心理学、社会学和医学意义》... ...3.导师感兴趣的题目:这类题目与导师合作,可以节约自己的科研经费,且导师对这方面的课题比较熟悉,可以得到有的放矢的指导,导师与学生互利共生,互相促进,不亦乐乎?例如:导师的主要科研目标是《心肌损伤的保护》且已经开始了《兔心肌线粒体自由基ESR测试》,那么他需要进一步做《兔心肌内质网的超速分离和自由基测试》,那么你即可直接接过来做此课题,或者推理自设第三个课题《大白鼠心肌细胞培养细胞膜自由基测试》之类;如此等等,以此类推,可以触类旁通。4.国家资助的题目:一般只有著名专家教授才能申请到这类高端课题,本科生专科生可以借助这个平台,更容易得到导师的指导、帮助,更快完成科研题目和任务,例如可以凭借国家自然科学基金系列课题的一个小项目,节约选题时间和经费。题目举例:《超导体材料的新发现》《海底隧道沉箱作业的经济化设想》《深海潜水艇的迷你化改进设计方案》《航天火箭的新燃料改进措施》《石油钻井平台的微型化方案的可行性研究》... ...5.专家没有解决的题目:例如:医学类《痴呆症的手法医学疗法与药物治疗的对比研究》文科类《甲骨文的另类再辨识》《河南漯河贾湖遗址的再认识》《大学毕业乡镇干部与当地自选干部的优劣对比研究》《古镇古村落古城墙古建筑的保护新措施的共性方案》《海水饮用、雨水饮用与自来水饮用对人类健康的对比研究》... ...6.新颖的创新的题目:例如《智能轿车的制动新设计》《飞碟玩具的制造初探》《太阳能汽车的电极板线路再设计》《汉语拼音助力学英语初探》... ...7.对人类有益的题目:《全球普及纸杯与减少塑料袋使用对生态平衡和世界可持续经济发展的影响和意义》《有偿垃圾分类的可行性方案》《阳光浴对健康的意义再探索(短期和长期实验的结果对比)》《慢性阻塞性肺疾病、心肌梗塞与癌症对人类的危害性对比研究》... ...8.与日常生活密切相关的题目;例如《三种名牌牙膏对牙齿的利弊研究(短期与长期实验结果)》《有偿垃圾分类对城市宜居和生态平衡的作用》《护肩棉被的新开发研究》《微波炉与电磁炉、煤气炉烹调米、面、菜、肉的营养含量对比研究》《并蒂筷子的开发意义》《假发与植发对健康的不同意义及其不同经济效益初步研究》...9.突破性前沿或开创性课题:这类题目似乎人人寄希望于资深专家,但可能大学生更有希望!例如《城市飞行器微型化开发初步设计方案可行性研究》《有机食品生产的标准化方案研究》《人造太阳的新方案设计可行性研究》《海洋垃圾的预防和清除方案可行性研究》《平行宇宙的再认识》《扁平地球的新认知》《北极的真相报告》《星际旅行的可行性研究》... ...总之一句话:希望对即将毕业的大专院校学生们的科研设计有所启迪,有点布施,加油、鼓劲、共勉,助一臂之力!!

A kind counter-ferromagnetic in domestic and foreign receives very much in recent years focuses attention on, specially A kind of counter-ferromagnetic MgB2. MgB2 has the simple chemical composition and the crystal structure, the material cost is low, carries the class ability to be high. And MgB2 becoming a useful adult is good with the workability, therefore thought generally it will have the possibility to become one kind in the near future to be possible the practical superconducting material which will compare favorably with the Nb-Ti alloy, will have the significant application prospect. this article discusses the use exchange magnetic susceptibility research superconductivity. First introduced the exchange magnetic susceptibility and the electronic resistivity relations. Has discussed A kind of counter-ferromagnetic MgB2 sample certain ultra electric conduction parameter, including critical temperature Tc, on threshold field Hc2, critical current density Jc, irreversible field and so on and temperature T relations, exchange loss and frequency and temperature T relations and so on. In addition also briefly introduced the exchange magnetic susceptibility in the magnetic flux dynamics and the misalignment nature aspect research technique. A kind of counter-ferromagnetic model in the level is the ferromagnetic order, but in the level is the counter-ferromagnetic order. Many strong connection materials have A kind of counter-ferromagnetic structure. Especially MgB2 is the recent people are interested the superconducting material. Therefore studies A kind of counter-ferromagnetic magnetic susceptibility has the significance. 不是在线翻译

超导材料的未来论文文献

铜氧化物超导体材料cuprate superconductors,随着其掺杂的增加,超导转变温度从最佳掺杂时增加到最大值,然后在过掺杂区域中降低。在过去的几十年里,研究主要集中在相图的欠掺杂区和最佳掺杂区。其中,诸如赝能隙和奇异金属非超导态等现象,使得很难确定超导配对机制。 最近,实验表明,在正常态和超导态下,过掺杂铜氧化物呈现了非常规行为。然而,在没有赝隙情况下,对非常规超导电性的实空间研究仍然缺乏,并且在过掺杂区域中,超导体到金属相变,仍然存在争议。

今日, 清华大学王亚愚Yayu Wang团队邹昌炜Changwei Zou和郝镇齐Zhenqi Hao(共同一作) 在Nature Physics上发文,报道了使用扫描隧道显微镜,研究过掺杂Bi2Sr2CaN 1CuNO2N+4+δ铜氧化物的原子尺度电子结构。研究表明,在低能量下,色散d波准粒子干涉图样很好地描述了光谱图。然而,当偏压增加到超导相干峰值能量时,出现周期性和非色散图案。相干峰位置,表现出粒子-空穴不对称性particle–hole asymmetry,并以相同周期进行调制。为此,研究提出这种行为是由于准粒子干涉quasiparticle interference引起的,而准粒子干涉是由平坦反波节Bogoliubov带之间的对破缺散射引起的。

Particle–hole asymmetric superconducting coherence peaks in overdoped cuprates。

过掺杂铜氧化物中的粒子-空穴不对称超导相干峰。

图1:样品1欠掺杂Bi-2223节点QPI和反节点对称破缺状态。

图2:样品5过掺杂Bi-2223的

调制。

图3:样品5过掺杂粒子-空穴不对称SC相干峰。

图4:粒子-空穴不对称性的普遍性及其掺杂演化。

图5:平带散射粒子-空穴不对称理论模型。

该项研究发现,揭示了在过度掺杂铜氧化物中,存在一种新节点-反节点二分性nodal–antinodal dichotomy ,这是因为标准d波和强重整化的平坦 Bogoliubov quasiparticle BQP之间的差异。这明显不同于在传统图像中所预期的,并且与过掺杂相图中,高超导转变温度Tc超导电性高度相关。研究发现,基于八重态模型准粒子干涉quasiparticle interference,QPI分析表明,在反节点费米面中不存在相干d波BQP。这似乎与角分辨光电子能谱 angle-resolved photoemission spectroscopy,ARPES 观测结果不一致,其展现了Sc态中的相干反节点峰值,即使对于掺杂不足的材料也是如此。现在这个矛盾有了一个令人满意的解释:QPI中反节点相干性缺失,是普遍节点-反节点二分性,在超导态中普遍存在的结果。在欠掺杂材料中,反节点区域与赝能隙的出现是不相干的,而在过掺杂铜氧化物中,平坦BQP带占主导地位,两者都对长程QPI形成起着不利作用。在Bi-2223和Bi-2212中,波腹间散射的掺杂演变,没有表现出明显临界行为(例如在p=),表明量子相变。相反,该项研究工作建议,从非相干赝能隙(红色色调,图4c)到重整化BQP激发(图4c中的蓝色色调))在反节点费米面中,与最近直接测量费米面和超流体密度实验一致。需要进一步的理论,阐明过掺杂铜氧化物中,非常规平坦BQP带的物理起源。

此外,该项研究也探究了超流体消失,如何发生在超导体到金属的转变过程。由于节点-反节点二分性,节点电子形成密集重叠的库珀对,负责输运和热力学性质,因此是超流体。另一方面,反节点电子缺乏长程相位相干性,并作为超导电性的竞争者。最近研究也表明,即使配对相互作用保持不变,无序诱导的波腹-波腹散射,也会导致系统自发地产生间隙异质性。随着平带出现,这种散射导致超导体演变成嵌入正常金属中的超导岛。这种不均匀性,具有降低零温超流密度的作用,并最终导致向金属态转变。

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本文译自Nature。

研究透视:Nature Physics-铜氧化物超导体,费米面转变,赝能隙量子临界点

自1911年初次发现超导电现象以来,由于它的一系列异乎寻常的性质,长期以来成为物理学家致力于寻找新的超导体和提高超导临界温度Tc,并为此做了大量的研究工作,取得了巨大的,令人可喜的成绩.目前人们已经看到了广阔的超导电性的应用前景,高温超导技术被认为是21世纪十大高新技术之一.一、 材料的研究进展:在19世纪末,随着低温技术的发展,科学家注意到纯金属的电阻随温度降低而减小的现象。1911年,荷兰物理学家卡莫林.昂内斯()在莱顿(Leiden)实验室研究在极低温度下各种金属电阻变化时,首先发现水银(Hg)在时电阻突然为零的现象(称为超导电性),揭开了超导研究的序幕.昂内斯由于1980年液化了氦和1911年超导现象的研究,获得了1913年度诺贝尔物理学奖.此后科学家们经过七十余年的努力,直到1986年初,已发现并制造出了解上千种超导材料,同时把金属及其合金超导材料的临界温度Tc(出现超导现象的温度)从提高到(1973年发现的NB3Ge化合物的Tc=,直到1985年一直保持着最高临界温度的记录),平均每年只获得的进展,然而在1986年却发生了突破.1986年1月,IBM苏黎世实验室的德国人贝德诺尔兹()瑞士人米勒()宣布发现可能达到Tc=35K的镧钡铜氧化物超导体,从而在世界范围内,立即掀起一股探索超导材料的热潮,他俩也因为发现了高温超导体而获得了1987年诺贝尔物理学奖.自此以后,在高临界温度下超导体的研究方面进展较快,取得了一系列突破性的进展,美国、日本等许多国家在高温超导发展中也作出了卓越的贡献.

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。①零电阻性: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地维持下去。这种“持续电流”已多次在实验中观察到。②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。③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,其中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。①临界温度:外磁场为零时超导材料由正常态转变为超导态(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是钨,为。到1987年,临界温度最高值已提高到100K左右。②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Hc表示。Hc与温度T 的关系为Hc=H0[1-(T/Tc)2],式中H0为0K时的临界磁场。③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Ic表示。Ic一般随温度和外磁场的增加而减少。单位截面积所承载的Ic称为临界电流密度,以Jc表示。 超导材料的这些参量限定了应用材料的条件,因而寻找高参量的新型超导材料成了人们研究的重要课题。以Tc为例,从1911年荷兰物理学家H.开默林-昂内斯发现超导电性(Hg,Tc=)起,直到1986年以前,人们发现的最高的 Tc才达到(Nb3Ge,1973)。1986年瑞士物理学家.米勒和联邦德国物理学家.贝德诺尔茨发现了氧化物陶瓷材料的超导电性,从而将Tc提高到35K。之后仅一年时间,新材料的Tc已提高到100K左右。这种突破为超导材料的应用开辟了广阔的前景,米勒和贝德诺尔茨也因此荣获1987年诺贝尔物理学奖金。 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。①超导元素:在常压下有28种元素具超导电性,其中铌(Nb)的Tc最高,为。电工中实际应用的主要是铌和铅(Pb,Tc=),已用于制造超导交流电力电缆、高Q值谐振腔等。② 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。如最先应用的铌锆合金(Nb-75Zr),其Tc为,Hc为特。继后发展了铌钛合金,虽然Tc稍低了些,但Hc高得多,在给定磁场能承载更大电流。其性能是Nb-33Ti,Tc=,Hc=特;Nb-60Ti,Tc=,Hc=12特()。目前铌钛合金是用于7~8特磁场下的主要超导磁体材料。铌钛合金再加入钽的三元合金,性能进一步提高,Nb-60Ti-4Ta的性能是,Tc=,Hc=特();Nb-70Ti-5Ta的性能是,Tc=,Hc=特。③超导化合物:超导元素与其他元素化合常有很好的超导性能。如已大量使用的Nb3Sn,其Tc=,Hc=特。其他重要的超导化合物还有V3Ga,Tc=,Hc=24特;Nb3Al,Tc=,Hc=30特。④超导陶瓷: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。 应用 超导材料具有的优异特性使它从被发现之日起,就向人类展示了诱人的应用前景。但要实际应用超导材料又受到一系列因素的制约,这首先是它的临界参量,其次还有材料制作的工艺等问题(例如脆性的超导陶瓷如何制成柔细的线材就有一系列工艺问题)。到80年代,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(功率可达10000MVA);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。 1911年,荷兰物理学家昂尼斯(1853~1926)发现,水银的电阻率并不象预料的那样随温度降低逐渐减小,而是当温度降到附近时,水银的电阻突然降到零。某些金属、合金和化合物,在温度降到绝对零度附近某一特定温度时,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。超导体由正常态转变为超导态的温度称为这种物质的转变温度(或临界温度)TC。现已发现大多数金属元素以及数以千计的合金、化合物都在不同条件下显示出超导性。如钨的转变温度为,锌为,铝为,铅为。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。超导科学研究 1.非常规超导体磁通动力学和超导机理 主要研究混合态区域的磁通线运动的机理,不可逆线性质、起因及其与磁场和温度的关系,临界电流密度与磁场和温度的依赖关系及各向异性。超导机理研究侧重于研究正常态在强磁场下的磁阻、霍尔效应、涨落效应、费米面的性质以及T

品 名:超导陶瓷拼音:chao1dao3tao2ci2英文名称:superconductivity ceramics说明:具有超导性的陶瓷材料。其主要特性是在一定临界温度下电阻为零即所谓零阻现象。在磁场中其磁感应强度为零,即抗磁现象或称迈斯纳效应(Meissner effect)。高临界温度(90开以上)的超导陶瓷材料组成有YBa2Cu3O7-δ,Bi2Sr2Ca2Cu3O10,Tl2Ba2Ca2Cu3O10。超导陶瓷在诸如磁悬浮列车、无电阻损耗的输电线路、超导电机、超导探测器、超导天线、悬浮轴承、超导陀螺以及超导计算机等强电和弱电方面有广泛应用前景。奇异的超导陶瓷1973年,人们发现了超导合金――铌锗合金,其临界超导温度为,该记录保持了13年。1986年,设在瑞士苏黎世的美国IBM公司的研究中心报道了一种氧化物(镧-钡-铜-氧)具有35K的高温超导性,打破了传统“氧化物陶瓷是绝缘体”的观念,引起世界科学界的轰动。此后,科学家们争分夺秒地攻关,几乎每隔几天,就有新的研究成果出现。1986年底,美国贝尔实验室研究的氧化物超导材料,其临界超导温度达到40K,液氢的“温度壁垒”(40K)被跨越。1987年2月,美国华裔科学家朱经武和中国科学家赵忠贤相继在钇-钡-铜-氧系材料上把临界超导温度提高到90K以上,液氮的禁区(77K)也奇迹般地被突破了。1987年底,铊-钡-钙-铜-氧系材料又把临界超导温度的记录提高到125K。从1986-1987年的短短一年多的时间里,临界超导温度竟然提高了100K以上,这在材料发展史,乃至科技发展史上都堪称是一大奇迹!高温超导材料的不断问世,为超导材料从实验室走向应用铺平了道路。

超导体材料论文英文参考文献

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英文论文参考文献格式如下:

一、学术论文英文参考文献标注格式

按照现行规定,学术期刊中论文参考文献的标注采用顺序编码制,即在文内的引文处按引用文献在论文中出现的先后顺序以阿拉伯数字连续编码,序号置于方括号内。同一文献在一文中被反复引用者,用同一序号标示。

这一规定使得所列文献简洁明了,应该引起论文作者注意。英文参考文献和中文参考文献一样,按在文中出现的先后顺序与中文文献混合连续编码著录;英文文献用印刷体;英文书名、期刊名和报纸名等用斜体;所列项目及次序与中文文献相同,但文献类型可不标出;忌用中文叙述英文。其格式为:

专著、论文集、学位论文、报告主要责任者。文献题名。出版地:出版者,出版年。起止页码。示例:Day,C.,Veen, Walraven,G. Children and youth at risk and urban education. Research, policy and prac-tice. Leuven/Apeldoorn:Garant. 1997.

期刊文章:主要责任者。文献题名。刊名,年,卷(期):起止页码。示例:Driessen,G.,& Van der Grinten,M. Home language proficiency in the Netherland:The evaluation of Turkish andMoroccan bilingual programmes- A critical review, Studies in Educational Evaluation,1994, 20(3):365- 386.

论文集中的析出文献析出文献主要责任者。析出文献题名。原文献主要责任者(任选)。原文献题名。出版地:出版者,出版年。析出文献起止页码。

示例:Driessen,G.,Mulder,L.,& Jungbluth,P. Structural and cultural determinants of educational opportunities in theNetherlands. In (Ed.),Root and migration in global perspective. Jerusalem:Magnes . 104.

二、关于英文人名的标注

现行编排规范对英文人名如何标注未作明确要求,英文人名的标注较为混乱,有标注全名的,有标注时将名缩写、姓不缩写、保持原来顺序的,还有在姓、名之间加圆点的,后者是我国翻译作品中,中文书写外国人名经常采用的一种方式。

其实,标注英文人名是有章可循的,在国外学术著作的参考文献中,关于人名的标注已约定俗成为一种统一的格式,即英文参考文献标注作者姓名时,要求姓在前、名在后,姓与名之间用逗号隔开,姓的词首字母大写,其余字母不大写;名用词首大写字母表示,后加缩写符号圆点,缩写符号不可省略。由于欧美国家人的姓名排列一般是名在前、姓在后,在标注时必须加以调整。如Georg Paghet Thomson,前面两个词是名,最后一个词是姓,应标注为Thomson,G. P为什么要如此标注呢?

1. 在应用计算机等信息工具进行英文文献检索时,以英文作者姓名中的姓作为依据之一,即以姓作为检索目标之一。

2. 在欧美人姓名表达含义里,姓比名的重要性更强、更正式。用姓而不是名来代表作者,还有尊重、礼貌的意味。名缩写后加缩写符号圆点,也含有正式、尊重和礼貌的意味,缩写符号不可省略。

3. 表示与平常书写姓名的不同,体现学术论文重要性、简约性和准确性的要求,符合科研论文文体风格。这种标注在英文学术著作、科技文献中已广泛采用,也容易被广大读者、作者理解、接受。

对于复姓情况,如Jory Albores-Saavedra等,在引用标注时,应将复姓全部写出,即Albores-Saavedra, J对于姓前带有冠词或介词的情况,如带有Mac,Le,Von,Van den等,标注时不能省略,应同姓一起提到前面标注,如Mac Donald,La Fontaina,Von Eschenbach,Van den Bery等。

一个参考文献有两位或两位以上作者时,标注时除按上述要求将每位作者的姓提前书写外,作者与作者之间用逗号分开,最后一位作者前加&符号,如示例[1],也可仅保留前三位作者,之后加etc.表示。

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超导体又称为超导材料,指在某一温度下,电阻为零的导体。超导体不仅具有零电阻的特性,另一个重要特征是完全抗磁性。超导现象是指材料在低于某一温度时,电阻变为零的现象。 应用:如超导线材、超导带材、超导薄膜、复合超导体等。 发展前景:今后将进一步根据应用需求不断优化工艺和提高材料的性能水平,特别是围绕中国聚变工程实验堆(CFETR)、超级质子对撞机(SPPC)和国内MRI市场发展需求,形成与国内需求相匹配的生产能力。专家们认为,还可用超导材料制成超导电磁炮、超导火箭发射架、超导磁力仪、超导陀螺仪、超导雷达天线、超导接收机和超导卫星等等。可见超导材料的发展前景是极其诱人的

可以看下(材料科学、材料化学前沿)这两本资料

新材料技术渗透现代生活与信息技术、生物技术一样,材料科学技术上的每一次革新都会引起生产技术的革命,加速社会发展,带来社会生产和生活方式上的变化。新材料比传统材料性能更为优异。目前,世界上的新材料品种正以每年大约5%的速度在增长。漫步市民中心区的新材料专业展馆,纳米材料、超导材料、特殊功能材料,新材料琳琅满目,让人应接不暇。超导材料应用商机无限北京有色金属研究总院展区内,除了一辆簇新的镍氢动力电池试验车抢人眼之外,展台上正在进行的高温超导磁悬浮教学演示也吸引了众多饶有兴趣的参展者。一内含超导材料的圆柱状金属块上,是一重达30公斤的永久磁铁。工作人员把零下196摄氏度的液态氮倒入中空的磁铁后,磁铁立马悬浮起来。只须轻轻一推,磁铁就开始了不停地旋转。据了解,其最大悬浮力可达200公斤以上。另一边的磁悬浮运输模型展示,同样吸引了好奇的观众。内含超导材料的小车模型在注入液态氮后,给一点动力,就可在磁性轨道上悬浮运行。据介绍,高温超导材料在液态氮温度(零下196摄氏度)下即可呈现出超导性,即零电阻和抗磁性。由于悬浮状态下运动的物体没有接触磨擦,因而可以实现近乎无阻力的高速运动,可用于制作无磨擦轴承、飞轮储能装置以及磁悬浮车等。据参展的中科院物理所教授曹必松教授介绍,高温超导材料是二十世纪基础研究的一个极为重要的成果,目前,高温超导材料在微波应用上,已在通信、卫星、雷达与电子战系统等领域取得了重大突破。其中,在移动通信领域已初具全球性产业化态势。用超导薄膜制备的高温超导滤波器可以提高接收机的抗干扰能力、增加基站容量、扩大覆盖面积、改善通话质量,还可降低手机所需要的发射功率。目前,欧、美、日等国家和地区已开始了商业化运作。他说,高温超导微波子系统还可为卫星及军用武器装备带来革命性变化。使导弹制导精确、雷达探测能力增强,还可大幅度改善卫星有效载荷的性能。纳米技术全渗透新材料展馆中,纳米一词如今已不是一个神秘的概念。纳米技术在陶瓷、洁具、建材领域、防水材料、特殊材料,以及生物医药等领域上的广泛渗透,让参展者切切实实地感觉到纳米技术的亲和力。武汉理工大学科研处张大有教授告诉记者,学校此次带来的包括光电子材料技术与光纤传感器在内的五大类精品项目中,最受欢迎就是生物无机纳米粒子抑癌项目了。他说,见到相关报道后,很多人就是单冲着这个抑癌项目买票入场的。据介绍,研究表明,某些无机纳米粒子具有杀伤癌细胞的特异性。当这些无机纳米粒子小到纳米级时,即可进入癌细胞中,改变癌基因表达,阻止癌细胞的增殖,抑制癌细胞生长,对正常细胞影响轻微。细胞培养和动物实验发现,羟基磷灰石纳米粒子就具有杀伤癌细胞的特异性。纳米技术的进入,使广谱型新型抗癌药物出现成为可能,为癌症的治疗开辟出新的天地。据了解,目前该项目处于动物实验阶段,尚未进行临床实验。可即便如此,仍有很多参展者留下电话,有的甚至于愿意把自己患病的亲人用来做临床实验。在新材料技术研讨会上,上海华经纳米超细技术应用研究所所长黄彪在报告中指出,通过运用纳米超细技术,可提升药物和保健品的性能和质量,改善使用效果和疗效。他认为,纳米技术将会在癌症、心血管疾病的治疗上,以及对液体药物、生物制药、名贵中草药和保健品等方面极具开发潜力。中国地质大学开发出的纳米稀土发光材料也是令人耳目一新。据介绍,这种列入我国“十五计划”和“863计划”重要发展方向的新型材料,克服了以前主用于显示器的发光材料稳定性、清晰度差的毛病,具有高效地显示效果,清晰度大为提高。环保材料俯拾皆是人类只有一个地球,绿色、环保已成共识,此届新材料展中,各参展企业、单位也都是高举绿色、环保牌。餐具、包装材料、建筑材料、发光材料、工程塑料、燃料,乃至于消防产品,全成了环保的天下。希尔易、绿维等深圳公司展示的环保餐具,可谓浑然来自天成。从天然废弃物的谷壳、秸杆,到废渣、淀粉,完全可根据当地的资源情况和季节不同,而选用不同的材料。产品更是从快餐盒、杯子等各种生活用品,到烟灰缸、包装建筑材料,门类齐全。产品以食品级配料做成,无味无毒,在阳光作用下可自行分解。第三次参加高交会的超美科技(深圳)有限公司此次更是喊出了“再现祖国绿水蓝天”的口号。这支润滑产业的生力军,此次推出了共晶滚球润滑油、燃油添加剂四大系列16种产品,除了节能外,更在环保上大力出新。其产品不含任何重金属及有害物质,包括中国环境科学院在内的国内30多家机构以及企业的检测结果表明,其尾气净化率可达28%——42%,柴油烟度可减少44%,减少颗粒物排放达%。

关于超导体的研究,班门弄斧一下,研究人员可以往这个思路去研究一下,就是在莫种半导体的表面镀莫种金属或者合金,然后利用接触面,横向导电。

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