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发布网友 发布时间：2023-06-27 04:09

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热心网友 时间：2024-12-14 20:13

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拟昂贵的手段，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况。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，并破坏时光反演对称性，使它们具有更奇特的性质。 强磁场能够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异常重要的。固体复杂的费米面结构恰是利用强磁场使得电子和空穴在特定方向上的自在运动从而导致磁化和磁阻的振荡这一原理而得以证明的。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门都离不开强磁场这一极端条件，甚至良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，要在实空间中察看到此现象必须在非平均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互相作用、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准确认识和揭示，从而增进凝聚态物理学的进一步发展和完美。 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天性变化。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，产生穿插学科的新课题。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看重，在海内也开始有所请求。高温超导体也正是因为在将来的强电领域中储藏着不可估计的应用前景才引起科技界乃至各国*的高度器重。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仍是从应用角度斟酌都具有无比重要的科学和技术上的意思，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辟，而且还会对公民经济的发展起侧重要的推进作用。 扩大浏览： 1

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名称超导材料特性零电阻性完全抗磁性约瑟夫森效应同位素效应根本临界参量临界温度临界磁场临界电流和临界电流密度超导材料分类超导元素合金材料超导化合物超导陶瓷超导材料应用超导材料研究历史超导科学研究非常规超导体磁通动力学和超导机理强磁场下的低维凝聚态特性研究强磁场下的半导体材料的光、电等特性强磁场下极微细尺度中的物理问题强磁场化学磁体科学和技术 名称 拼音：ch?od?o c?ili?o 超导材料(卷名：电工) 英文名称：superconcting material超导材料特性零电阻性 超导材料处于超导态时电阻为零，可以无损耗地传输电能。假如用磁场在超导环中引发感生电流，这一电流可以绝不衰减地保持下去。这种“连续电流”已屡次在实验中视察到。 超导现象是20世纪的重大发现之一。科学家发现某物质在温度很低时，如铅在7.20K（-265.95摄氏度）以下，电阻就变成了零。完全抗磁性 超导材料处于超导态时，只有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）而构成低电阻衔接

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=9.3K，Hc=12特(4.2K)。目前铌钛合金是用于7～8特磁场下的主要超导磁体材料。铌钛合金再参加钽的三元合金，机能进一步提高，Nb-60Ti-4Ta的性能是，Tc=9.9K，Hc=12.4特（4.2K）；Nb-70Ti-5Ta的性能是，Tc=9.8K，Hc=12.8特。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。如已大批应用的Nb3Sn，其Tc=18.1K，Hc=24.5特。其余主要的超导化合物还有V3Ga，Tc=16.8K，Hc=24特；Nb3Al，Tc=18.8K，Hc=30特。④超导陶瓷 20世纪80年代初，米勒跟贝德诺尔茨开端留神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实验，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、日本等国迷信家在钡－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远景的超导材料。超导材料运用 超导材料存在的优良特征使它从被发现之日起，就向人类展现了诱人的应用前景。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，超导材料的应用重要有：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、受控热核反映、储能等；可制造电力电缆，用于大容量输电（功率可达10000MVA）；可制作通讯电缆和天线，其性能优于惯例材料。②利用材料的完整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细丈量仪表以及辐射探测器、微波产生器、逻辑元件等。应用约瑟夫森结作盘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。超导材料研究历史 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感的那样随温度下降逐步减小，而是当温度降到4.15K四周时，水银的电阻突然降到零。某些金属、合金和化合物，在温度降到相对零度邻近某一特定温度时，它们的电阻率忽然减小到无奈测量的现象叫做超导现象，可能发生超导景象的物质叫做超导体。超导体由畸形态转变为超导态的温度称为这种物资的改变温度(或临界温度)TC,。现已发明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0.012K，锌为0.75K，铝为1.196K，铅为7.193K。 超导体得天独厚的特性，使它可能在各种范畴得到普遍的利用。但因为早期的超导体存在于液氦极低温度前提下，极大地限度了超导资料的应用。人们始终在摸索高温超导体，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，高温超导体的研讨获得了重大的冲破。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的的“超导热”。全世界有260多个实验小组加入了这场比赛。 1986年1月，美国国际商用机器公司设在瑞士苏黎世试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，将超导温度进步到30K；紧接着，日本东京大学工学部又将超导温度提高

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开放分类： 科学，荷兰，物理，电阻 “超导材料”在汉英词典中的解释(来源：百度词典)： 1. [Physics] superconctor 我来完善 “超导材料”相关词条：

可用作超导材料的金属在周期表上的散布

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求助编纂百科手刺 超导材料

；有机（包括富勒烯）超导体的机理和磁性；强磁场下二维电子气中非线性元激发的特异属性；低维磁性材料的相变和磁彼此作用；有机导体在磁场中的输运和载流子特性；磁场中的能带结构和费米面特点等。强磁场下的半导体材料的光、电等特性 强磁场技术对半导体科学的发展愈益变得重要，因为在各种物理因素中，外磁场是独一在坚持晶体结构不变的情形下改变动量空间对称性的物理因素，因此在半导体能带结构研究以及元激发及其互作用研究中，磁场有着特殊重要的作用。通过对强磁场下半导体材料的光、电等特性开展实验研究，可进一步懂得和掌握半导体的光学、电学等物感性质，从而为制作拥有各种功效的半导体器件并发展高科技作基础性探索。强磁场下极微细尺度中的物理问题 极微细标准体系中呈现很多常规材料不具备的新现象和奇异特性，这与这类材料的微结构特别是电子结构亲密相干。强磁场为研究极微细尺度体系的电子态和输运特性供给强有力的手段，岂但能进一步揭示这类材料在常规条件下难以涌现的奇怪现象，而且为在更深档次下意识其物理特性提供丰硕的科学信息。主要研究强磁场下极微细尺度金属、半导体等的电子输运、电子局域和关系特性；量子尺寸效应、量子限域效应、小尺寸效应和名义、界面效应；以及极微细尺度氧化物、碳化物和氮化物的光学特性及能隙精致结构等。强磁场化学 强磁场对化学反响电子自旋和核自旋的作用，可导致相应化学键的松弛，造成新键天生的有利条件，诱发个别条件下无法实现的物理化学变更，获得本来无法制备的新材料和新化合物。强磁场化学是应用基本性很强的新领域，有一系列实践课题和广泛应用前景。近期可开展水和有机溶剂的磁化及机理研究以及强磁场诱发新化学反应研究等。磁体科学和技术 强磁场的价值在于对物理学常识有重要奉献。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目子霍尔效应的发现激发物理学家探索其来源的热忱，并在树立电阻的天然基准，准确测定基础物理常数e，h和精细结构常数(=e2/h(0c等应用方面，已显示巨粗心义。高温超导电性机理的终极揭示在很大水平上也将依赖于人们在强磁场下对高温超导体性能的探索。 熟习物理学史的人都明白，由固体物理学演变为凝聚态物理学，其重要标记就在于其研究对象的日益扩展，从周期结构延长到非周期结构，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雷同。这些新对象的发生以及对新效应、新现象的说明使得凝聚态物理学得以一直的丰盛和发展。在此过程中，极端条件一直起着至关重要的作用，由于极其条件往往使得某些因素凸起出来而同时克制其它因素，从而使底本很庞杂的进程变得较为简单，有利于直接懂得物理实质。 相对其它极端条件，强磁场有其本身的特点。强磁场的作用是转变一个体系

到37K；12月30日，美国休斯敦大学宣告，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，日本川崎国破分子研究所将超导温度提高到43K；未几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、陈立泉引导的研究组，失掉了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、吴茂昆取得了98K超导体。2月20日，中国也发布发现100K以上超导体。3月3日，日本宣布发现123K超导体。3月12日中国北京大学胜利地用液氮进行超导磁悬浮实验。3月27日美国华侨科学家又发当初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。高温超导体的宏大打破，以液态氮取代液态氦作超导制冷剂获得超导体，使超导技巧走向大范围开发应用。氮是空气的主要成分，液氮制冷机的效力比液氦至少高10倍，所以液氮的价钱实际仅相称于液氦的1/100。液氮制冷装备简略，因而，现有的高温超导体固然还必需用液氮冷却,，但却被以为是20世纪科学上最巨大的发现之一。超导科学研究十分规超导体磁通能源学和超导机理 主要研究混杂态区域的磁通线活动的机理，不可逆线性质、起因及其与磁场和温度的关联，临界电流密度与磁场和温度的依附关系及各向异性。超导机理研究着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<Tc时用强磁场损坏超导到达正常态时的输运性质等。对有望表现出高温超导电性的*象有机超导体等以及在强电方面具备辽阔应用前景的低温超导体等，也将发展其在强磁场下的性质研究。强磁场下的低维凝集态特性研究 低维性使得低维系统表示出三维体系所不的特性,。低维不稳固性导致了多种有序相。强磁场是揭示低维凝聚态特性的有效手腕。主要研究内容包含：有机铁磁性的构造和起源

超导材料性质研究

时，会有电子对穿过绝缘层造成电流，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。这些特性形成了超导材料在科学技术领域越来越惹人注目标各类应用的根据。同位素效应 超导体的临界温度Tc与其同位素品质M有关。M越大,，Tc越低，这称为同位素效应。例如，原子量为199.55的汞同位素，它的Tc是4.18开，而原子量为203.4的汞同位素，Tc为4.146开。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0.012K。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Hc表现。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。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普通随温度和外磁场的增添而减少。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=4.2K)起，直到1986年以前，人们发现的最高的 Tc才达到23.2K(Nb3Ge，1973)。1986年瑞士物理学家K.A.米勒和联邦德国物理学家J.G.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拓了广阔的前景，米勒和贝德诺尔茨也因此荣获1987年诺贝尔物理学奖金。超导材料分类超导元素 在常压下有28种元素具超导电性，其中铌（Nb）的Tc最高，为9.26K。电工中实际应用的主要是铌和铅(Pb，Tc=7.201K),，已用于制造超导交换电力电缆、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体性能提高。如最先应用的铌锆合金(Nb-75Zr)，其Tc为10.8K，Hc为8.7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=9.3K，Hc=11.0特；Nb-60Ti，Tc

具有在必定的低温条件下浮现出电阻即是零以及排挤磁力线的性质的材料。现已发现有28种元素和多少千种合金和化合物可以成为超导体。

超导材料

超导材料应用