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该课件由【语文公社】友情提供 超导体 超导体 1、超导现象 在20世纪初，金属导电理论认为：金属电阻随温度降低而减小，同电子运动随温度的变化规律一致。按这种理论，温度降到绝对零度时电子将“凝聚”在原子上，电阻为极大，金属会成为绝缘体。 超导体 1908年，荷兰莱顿大学的卡茂林-昂尼斯首次实现氮的液化，获得了4.2K（-268．8℃）的低温，为研究低温条件下物质导电创造了条件。他发现几种金属导体（铅、铝）的电阻率随温度降低而减小，直至冷却到液态空气温度 80K时仍维持不变。 超导体 1911年，卡茂林-昂尼斯发现，将汞冷却到-268.98℃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。1913年，卡茂林-昂尼斯在诺贝尔领奖演说中指出：低温下金属电阻的消失“不是逐渐的，而是突然的”，“水银在4.2K进入了一种新状态，由于它的特殊导电性能，可以称为超导态。” 超导体 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流动。这样就能以极小的功率在线圈中通过巨大的电流，从而产生高达几特以至几十特的超强磁场，这是人们长期以来梦寐以求的。 超导体 2、超导进展 几十年来科学家一直期望有一天能够得到在室温下就能工作的超导材料，世界各国都掀起了研究新超导材料的高潮，直到1986年4月发现钡一镧氧化物制成的陶瓷材料具有35 K的转变温度，使超导体研究取得突破性进展，紧接着： 超导体 1986年12月23日日本宣布研制出37.5 K的超导材料； 1986年12月25号美国贝尔实验室获得40 K的超导材料； 1986年12月26号中国科学院获得48.6 K的超导材料； 1987年2月16号休斯顿大学美籍华人朱经武获得98 K的超导材料； 1987年2月14号中国物理学家赵忠贤获得110 K的超导材料； 1987年3月9号，日本宣布获得175 K的超导材料； 1987年3月，中国科技大学获得215 K的超导材料 超导体 超导体 另一方面，自1987年4月开始，超导体研究的重心转向超导体机制的理论探索和应用技术的开发，1990年4月北京有色金属研究总院成功制成了2 T(特拉斯)强磁场下，临界电流密度2．38×104 A/cm2；7月上海冶金所采用熔融结构法制成钇钡铜氧块状超导材料，在77 K，2.5 T磁场下电流密度超过4×104 A/cm2，在世界处于领先地位； 超导体 美国贝尔实验室采用快中子辐射氧化钇钡铜单晶体，使临界电流密度提高了100倍，达6×10５ A/cm2，美国马萨诸萨理工学院用在超导材料中掺入银等加热处理的方法，解决了材料的脆弱问题，使强度比超导陶瓷提高了10倍，适用于作输电线.我国则早已制成零电阻为83．7 K的超导材料和零电阻为77 K的超导薄膜. 超导体 3、超导体的物理特性 ①零电阻是超导体的一个重要特性，实验表明：超导状态中零电阻现象不仅与超导体温度有关，还与外磁场强度和通过超导体的电流有关，这意味着存在临界电流，超过临界电流就会出现电阻. 超导体 ②迈斯纳效应——完全抗磁性 这种性质是1993年迈斯纳研究超导态的磁性时发现的，即不管超导体内原来有无磁场，一旦进入超导态，超导体内的磁场一定等于零，即具有安全抗磁性，超导体的完全抗磁性会产生磁悬浮现象，磁悬浮现象在工程技术中有许多重要的应用，如用来制造磁悬浮列车和超导无摩擦轴承等. 超导体 4、超导技术的应用 超导技术的应用十分广泛，涉及输电、电机、交通运输、微电子和电子计算机、生物工程、医疗、军事等领域，这种新技术军民兼用，可研制出“双重”产品，将获得极大的社会效益和军事效益 。 超导体 ①在电力工程方面的应用 超导输电在原则上可以做到没有焦耳热的损耗，因而可节省大量能源；用超导线圈储存能量在军事上有重大应用，超导线圈用于发电机和电动机可以大大提高工作效率、降低损耗，从而导致电工领域的重大变革. 超导体 ②超导技术在交通运输方面的应用 动用超导体产生的强磁场可以研制成磁悬浮列车，车辆不受地面阻力的影响，可高速运行，车速达500 km/h以上，若让超导磁悬浮列车在真空中运行，车速可达1 600 km/h，利用超导体制成无摩擦轴承，用于发射火箭，可将发射速度提高3倍以上. 超导体 超导体 ③超导技术在电子工程方面的应用 用超导技术制成各种仪器，具有灵敏度高、噪声低、反应快、损耗小等特点，如用超导量子干涉仪可确定地热、石油、各种矿藏的位置和储量，并可用于地震预报. 超导体 应用超导体制成计算机元件，开关速度