超导的发展简史、研究动态和应用前景1.ppt

超导的发展简史、研究动态和应用前景

加底达（美）－重庆大学超导研究所

林德华

2004年3月30日

*****一、超导发展简史

1．低温的获得气体的液化

氢气的液化1898年杜瓦（英）

氦的液化1908年昂尼斯（荷兰）

2．超导的发现1911年昂尼斯（荷兰）1913年获诺贝尔物理学奖转变温度临界磁场临界电流

3．迈斯纳效应1933年迈斯纳和奥森菲尔德（德）4．二流体唯象模型1934年高特和卡西米尔（荷兰）

5．伦敦理论1935年弗里兹·伦敦和海因兹·伦敦（德）穿透深度

6．皮帕德非局域理论1950年皮帕德（英）相干长度7．金兹堡－郎道唯象理论有效波函数金兹堡-朗道参量阿布里柯索夫第二类超导体理论

戈尔柯夫（俄）1950－1959年

GLAG理论金兹堡和阿布里柯索夫获2003年诺贝尔物理学奖8．库柏对1956年库柏（美）

BCS理论1957年巴丁库柏施瑞弗（美）

1972年获诺贝尔物理学奖约翰·巴丁里昂·库柏罗伯特·施瑞弗金兹堡阿布里柯索夫9．约瑟夫森效应1962年约瑟夫森（英）约瑟夫森贾埃弗（挪威）1973年获诺贝尔物理学奖10．莫塞留效应莫塞留（美）1964年超导量子干涉器电子对波长程相干性磁通量子化超导电子学11．1985年前的超导转变温度单质Nb9.3K化合物材料Nb3Ge23.2K液氦温区低温超导体12．高温超导材料发现LaBaCuO氧化物陶瓷材料30K1986年缪勒（瑞士）贝德诺兹（德）1987年缪勒贝德诺兹获诺贝尔物理学奖13．华人超导物理学家赵忠贤（中）朱经武（美）发现YBaCuO90K液氮温区高温超导体14.高温超导材料铋系110K铊系125K汞系134K（常压）164K（高压）15．高温超导研究典型结构La系Y系Bi系Tl系二、超导研究动态1．进一步提高转变温度TC争取实现室温超导MgB240K（日本）C60/CHBr3117KAgxPb6CO9+β340K（待定）（克罗地亚）R-T图二、超导研究动态2.建立高温超导的微观机制和统一的超导微观机制成对机制寻找单一的吸引机制可能是混合的吸引机制F-M理论（非成对机制）预言临界温度可达200K3.材料和器件的实用化。提高材料的Jc，Hc；改善材料和器件的各种性能特别是可靠性和稳定性，降低成本，使之实用化。高温超导材料在电力工业领域里的应用现状以及对今后的展望。由于，高温超导材料具有较高的临界磁场Hc2，使其成为制造高场磁体的理想选择。电流密度Jc也已达到了电工能源应用方面的要求。这些应用包括：超导磁体、输电电缆、电流引线、超导发电机、超导电动机、超导变压器和超导储能装置等。在众多的高温超导材料中，铋系和钇系材料最具实用价值。根据近年来高温超导线(带)材料的发展状况，铋-2223和铋-2212线(带)材通常称为第一代产品，钇系涂层复合导体称为第二代产品。第一代产品铋-2223和铋-2212线(带)材主要用来制作超导磁体、超导电缆、超导发电机、超导电动机和超导变压器等，而且比较成熟，预计在今后10年间这些产品均可逐步实现商品化。与常规设备相比，具有体积小、重量轻、磁场强、高载流、效率高、能耗低等优点。第二代产品只有短样(1m)已获成功，长带的制备需要数年的努力，因此它的商品化还要一个相当长的过程。高温超导块材，如铼系准单晶块材己成功用于制造超导贮能装置，铋-2223和铋-2212块材成功用于制作电流引线等。尚待解决的问题有：进一步提高线(带)材的机械强度、热稳