课件：第一章电学性能.ppt

2、 临界磁场 Hc 在温度T一定时，使超导态转变成正常态的最小外加磁场。若绝对零度下的临界磁场记作Hc(0)，则Hc(T)与临界温度Tc、温度T之间有经验关系： 即：随着温度的降低，临界磁场逐渐增大。 如果给超导体通上电流，那么它所承受的有效磁场将是电流产生的磁场与外加磁场的矢量和，在一定温度和一定磁场下导致材料的超导态破坏的最大电流称为临界电流Ic或临界电流密度Jc 。随着外加磁场或温度的增加，Jc将会降低以保持材料的超导态。 3、 临界电流Ic或临界电流密度Jc： 目前已查明在常压下具有超导电性的元素金属有32种（如右图元素周期表中青色方框所示），而在高压下或制成薄膜状时具有超导电性的元素金属有14种（如右图元素周期表中绿色方框所示）。 1.5.2两类超导体 第I类超导体 第I类超导体主要包括一些在常温下具有良好导电性的纯金属，如铝、锌、镓、鎘、锡、铟等，该类超导体的溶点较低、质地较软，亦被称作“软超导体”。其特征是由正常态过渡到超导态时没有中间态，并且具有完全抗磁性。第I类超导体由于其临界电流密度和临界磁场较低，因而没有很好的实用价值。 第II类超导体 除金属元素钒、锝和铌外，第II类超导体主要包括金属化合物及其合金。第II类超导体和第I类超导体的区别主要在于： 第II类超导体由正常态转变为超导态时有一个中间态（混合态） 第II类超导体的混合态中有磁通线存在，而第I类超导体没有； 第II类超导体比第I类超导体有更高的临界磁场、更大的临界电流密度和更高的临界温度。 第II类超导体根据其是否具有磁通钉扎中心而分为理想第II类超导体和非理想第II类超导体。 理想第II类超导体的晶体结构比较完整，不存在磁通钉扎中心，并且当磁通线均匀排列时，在磁通线周围的涡旋电流将彼此抵消，其体内无电流通过，从而不具有高临界电流密度。 非理想第II类超导体的晶体结构存在缺陷，并且存在磁通钉扎中心，其体内的磁通线排列不均匀，体内各处的涡旋电流不能完全抵消，出现体内电流，从而具有高临界电流密度。在实际上，真正适合于实际应用的超导材料是非理想第II类超导体。 超导体的三个重要指标： Jc、Hc和Tc 三者越高，则材料的应用价值越高。 Hc和Tc只与材料电子结构有关，是材料的本征参数，而Jc和Hc彼此有关且依赖于温度 2.6电性能测量及其应用举例 2.6.1双电桥和电位差计测量方法 1） 双电桥法 目前测量金属电阻应用最广泛的一种方法，测量小电阻（10-1~10-6Ω）。 I3Rx+ I2R3= I1R1 I3Rn+ I2R4= I1R2 I（R3+R4）=（I3-I2）r 调节电阻R1=R3， R2=R4 则： 2） 电位差计法 原理：当一恒定直流电通过试样和标准电阻时，测定试样和标准电阻两端的电压降Vx和VN，可得Rx/RN和Vx/ VN，若RN已知，可计算Rx Rx=Rn(Vx/ VN) 2.6.2 直流四探针法 也称四电极法，用于半导体材料或超导体的低电阻率测试。 ρ=C V23/I I：探针引入的电流（Ａ）， C：探针系数（ｃｍ） 2.6.3电阻法分析应用举例 通过测量材料电阻率变化来研究材料的内部组织结构及缺陷的方法称为电阻法。 ⑴测量固溶体溶解度曲线 ①选定一系列不同成分的合金，分别在不同温度下淬火，得出不同淬火温度下的电阻率与合金成分的关系。 ②确定不同温度下固溶体中的最大溶解度。将这些点在温度-成分坐标中连接起来，就得到溶解度曲线。 ⑵研究合金时效 原理：随着温度升高，固溶体溶解度增加。如进行高温淬火，得到过饱和固溶体，电阻升高。当进行时效处理时，析出新相，合金电阻率下降。 GP区形成 第二相析出（CuAl2,Mg2Si） 铝-铜镁硅铸造合金时效过程电阻变化 ⑶研究马氏体转变 形成马氏体时，合金电阻急剧增加；马氏体消失，电阻下降。因此，从电阻变