研究生材料化学PPT2008课件.ppt

6.6 光导纤维 2.导光原理 如果n1n2,则θ’θ （a）管棒法 STEP2:高温拉丝 （3） 化合物超导材料 与合金超导相比，Tc和Hc都较高，1986年Nb3Ge的Tc=23.2K（最高）。化合物超导按其晶格可分为：B1型（NaCl型）、A15型、C15型、菱面晶型。其中A15型Tc最高，最受重视，如：Nb3Sn，18K；V3Si，17K；Nb3Ge，23.2K等，但实际只有Nb3Sn、V3Ga两种使用。 超导化合物的加工方法——化学蒸镀法、表面扩散法、复合加工法、熔体急冷法、激光和电子束辐照法等。 复合法加工示例（见下页图） 目前能够实用的Nb-Ti合金、V-Ga所产生的磁场20T。其它材料，如：Nb3Al和Nb3（AlGe）的Tc和Hc均较高，但加工方法有所不同，近年来日本采用激光和电子束辐照技术，取得进展。如：Nb3（AlGe）在4.2K，25T的磁场下，临界电流密度达到3ⅹ104A/cm2 。 1911年--1986年，经过75年的奋斗，Tc提高了19K，有理论家预言Tc不会超过40K。 6.5.5 高温氧化物超导 1986年瑞士国际商用机器公司（IBM）发现Ba--La--Cu--O氧化物体系（简称BLCO）Tc=30K； 中国科学院首次公布Ba--Y--Cu--O体系临界温度Tc=93K！； 中国科技大学研制的Bi，Pb，Sb，Sr，Ca，Cu和O的超导体，Tc=132K，被认为是目前世界上临界温度最高的超导体。 氧化物超导体的工艺简单、不需大量专用设备——如：以YBCO为例： 研磨（玛瑙研钵）----压制----置于刚玉坩埚----煅烧（纯氧的管式炉）----黑色超导材料，Tc=85--91K。 影响Tc的因素——（1）再次破碎--压制--煅烧，则效果更好；（2）温度、时间；（3）气氛：氧气优于空气、氩气、氮气和真空，流动的氧气优于静止的氧气；（4）在一定的范围内配比对Tc的影响不大。 6.1.3形状记忆合金的应用： 1. 在一般工程上的应用 美国国家航空和宇航局的月面天线计划： 与此相似的问题是改变真空装置内部件的形状。 制作管接口： F-14战斗机油压系统的接头、海底输送管的接口、电子线路的连接器、卡钳、紧固套、钢板铆钉等。 2. 在制热机构上的应用 温室窗户开闭器：窗户安装预压弹簧而常闭,当温度高于25℃时，记忆效应的力克服了预压弹簧的力而打开窗户。 水暖系统温度调节阀：室温上升后，记忆合金制成的线圈膨胀而克服预压弹簧的力，使水暖系统的阀门关闭。类似的应用实例：恒温控制器、加热冷却控制装置、放火门、电路自动断路器等。 用于微小管内或高空作业的微型机器人、显微镜下工作的机器人及具有人工腕功能的机械手：利用处于拉应力状态的形状记忆合金的记忆效应，可供输入信号通过感应线圈而变成电流，使合金丝长度发生变化。 汽车发动机防热用的风扇离合器、汽化器用的喷气嘴等也可用形状记忆合金。 3. 在医疗方面的应用 脊椎弯曲矫正：将Ni-Ti合金（与脊椎形状一致）移植到脊椎上，然后用体外高频装置对其加热，可逐步实现对脊椎弯曲症的矫正。 骨折固定：将冷却后的镍钛合金扳稍加拉伸，安装在骨折部位，再稍加加热让其收缩，将骨头牢固结合再一起。 人工关节与骨头固定：人工关节上的镍钛合金冷却后插入骨头的中空部，安装后体温可使其微膨胀而实现牢固固定。 人造心脏的收缩运动：心脏的弹性体室壁上安装镍钛合金丝，然后以周期性电脉冲加热，可造成心脏的收缩运动。 肺动脉栓塞症的栓塞物95%来自下半身流来的凝血，将镍钛合金丝制成滤器在低温下变形为直线体，通过导管置入大动脉，通过体温加热恢复成网状，可过滤凝血。 4. 形状记忆式热发动机： TTMf TTAf 可实现利用海水温差发电的梦想！ 6.1.3形状记忆树脂：分热固性和热塑性两种。 主要用途：异型管接口、铆钉、火灾报警器温感装置、医疗固定器具、汽车挡板、保险杆等。 6.2 减震材料： 有机聚合物(如橡胶)——柔性大分子链室温下呈现高弹性的力学特征。一方面分子链在外力的作用下顺外力场舒展或回缩，另一方面受热运动作用形成回弹力，在外力解除后可恢复原状（热力学性能不变，外力作用的功变为热能）。 减震合金——内耗能量非常大，震动能与热能交换能力很强，可以使震动能迅速衰减的合金材料（防止机械、车辆、结构件的震动；减少噪音等）。减震合金分四类： 1. 复合型材料： 铸铁对震动的衰减系数是钢的6-10倍。铸铁内石墨在震动能的作用下，经受反复的塑性变形将震动能转变为摩擦热而消耗掉。铸铁中石墨量越大，则衰减系数越大。这种利用第二相的防震合金称为复合型减震材料。Al78Zn合金也属复合型减震材料。 2. 铁磁