超导材料的发展现状与应用展望

<正>一、超导的发现与发展1911年4月8日,荷兰莱顿大学实验物理学家卡麦林·昂尼斯(Kamerlingh Onnes)领导的实验组在液氦温区对汞导线样品进行电阻测量时意外地发现了超导现象,他因这一发现被授予1913年诺贝尔物理学奖。超导现象的发现不仅是物理学领域一个具有里程碑意义的事件,使人类扩展了对物质物理性质的认识,而且推动了工业技术的发展。     

1988年超导材料的新进展

自从1986年J.G.Bednorz和K.A.M(?)ller发现La-Ba-Cu-O高超导转变温度的超导材料以来,1981年以Y代La得到了超导转变温度在液氮沸点以上的超导材料。这些材料都含有稀土和类稀土元素,因而一时稀土元素的身价升高。但是,法国Caen大学的C.Michel等人明智而大胆地逆潮流而动,提出了不用稀土元素而制造高超导转变温度超导材料的设想,并于1987年6月宣布制成了Bi-Sr-Cu-O新超导材料,其超导转变温度在7～22K之间。尽管从当时已获得液氮温区超导来看,这个超导转变温度值还比较低,但是新材料不含稀土元素且性能比较稳定,所以引起了注意。     

制备近成品形状的大块高Tc超导体

因为高Tc超导体在液氮温区具有超导电性,所以在很多工程领域,从电敏感器到发电机,从纳米尺寸的薄膜到用千米长线绕制的线圈,都有广泛的应用.所以,以烧结粉为开始材料,设计和制造近成品形状的超导部件是当今工业界极其重要的研究课题.     

2-100K标准锗电阻温度计的电阻——温度特性的测试

一、前言温度计量发展的一个重要趋势是采用近代技术,不断扩大测温范围,提高测温精度。在低温测量方面,随着宇航、超导等尖端科学技术的发展,1968年国际实用温标的低温下限,     

超导电力科学技术与低温技术研究的现状与进展

随着低温超导的发展,低温超导已在若干领域进入实际应用,而高温超导材料研究10余年来的巨大进步,高温超导的应用将步随其后。预计在21世纪前期,超导将进一步出现实用化、产业化契机,超导技术是通向未来高科技的道路。随着低温超导和高温超导技术的进一步发展,超导技术将进入一个新的应用超导的发展阶段,并对相应的低温技术提出了新的要求。超导技术的进步将进一步促进低温技术研究新热卢、的增长,并推动多学科的发展,从而迎接未来高科技发展的机遇与挑战。     

V-Nb-Mo-Al-Ga高熵合金的多晶型性与超导性

高熵合金具有结构多晶型性和超导性,是当前研究的重点.然而,多晶型转变仅在非超导的高熵合金中被观察到,且大多是在高压条件下.本文报道了(V0.5Nb0.5)3-xMoxAl0.5Ga0.5(0.2≤x≤1.4)高熵合金中的超导和温度驱动多晶型性.实验结果表明当x=0.2时铸态高熵合金具有单一的体心立方(bcc)结构,而当x值更高时则为bcc和A15的混合结构.经高温退火后,bcc结构向A15结构进行多晶型转变,且所有高熵合金均表现出块体超导电性.对于x=0.2的组分,其bcc晶型直到1.8 K仍不具备超导性,但其A15晶型却在10.2 K表现出超导性,估算零温上临界磁场Bc2(0)为20.1 T,该超导温度(Tc)和磁场强度在已知的高熵合金超导体中均为最高.随着Mo含量x的增加,A15型高熵合金的Tc和Bc2(0)均降低,但Bc2(0)/Tc比值表明在宽的x范围内存在无序诱导的上临界磁场增加.Tc的降低归因于电子比热系数和电声子耦合强度的减小.此外,该高熵合金的Tc对价电子数依赖关系与二元A15超导体和其他结构高熵合金超导体均不同,且表明可以通过降低价电子数目来进一步提高Tc.本文不仅揭示了一类新结构类型的高熵合金超导体,而且提供了高熵合金中依赖于多晶型性超导的首个示例.     

计量学专用全金属化4.2K至1.3K液氦杜瓦装置

采用低温超导技术是某些计量学实践中的发展方向。例如在光频测量链中,如以超导腔稳频振荡器(SCSO)作为微波频率源,其短时频率稳定度可达1×10~(12)/10s,这就需要将精密加工的铌腔置于真空的样品室中,而样品室则浸泡在液氦里,通过减压降温过程获得1.3K的温度(腔温可能比液氦高0.04K);这时腔的有载Q值高达1×10~(10),1.3K温度要求长     

铅、铟和铝超导定点器件

我们研究,测定了多晶纯铅、铟和铝的超导转变,温度分别为7.191K、3.413K和1.174K,超导转变宽度分别为5mK、1mK和3mK。同时研究了一些影响转变宽度的因素。我们认为,铅、铟和铝超导定点器件在低温实验室和工业中,对于温标的传递是很有用的。     

预复合包套技术制备的高性能(Ba,K)Fe2As2铁基超导带材(英文)

铁基超导材料因具有极高的上临界磁场和较小的各向异性,在高磁场领域具有独特的应用优势.铁基超导材料实用化研究的一个主要目标是制造出低成本和高临界电流密度的超导线材和带材.使用铜银复合包套代替纯银包套制备铁基超导带材可以减少昂贵的银的使用,从而显著降低成本.本文通过预复合工艺制备了(Ba,K)Fe₂As₂铜银复合包套带材,有效减少了包套中的间隙气体,增强了复合金属包套的界面结合.预复合带材在750℃烧结3 h后,实现了6.2×10⁴ A cm^-2(4.2 K, 10 T)的高临界电流密度.通过微结构与成分表征发现,高致密度的超导芯、大尺寸晶粒和均匀的元素分布是获得高临界电流密度的主要原因.以上研究结果表明,预复合包套技术为制备高性能、低成本的铁基超导线材和带材提供了一种可行的方法,具有良好的应用前景.     

超导电能存储技术及其发展前景

<正>随着现代社会活动对电力供给的可靠性和电能品质的要求越来越高,以及风电、光电等间歇性新能源的接入,电能存储技术受到了世界各国的重视~([1])。在诸多电能存储技术中,基于超导技术的储能是一种处于发展中的、但具有独特技术性能的储能手段。利用超导的储能技术有2种型式:超导磁储能(Superconducting Magnetic Energy Storage,SMES)将电能以磁场能的形式储存于超     

美国超导研究的新动态

自1987年美国休斯敦大学朱经武首次宣布制成液氮温区的超导材料后,全世界立即掀起了一场空前的“超导大战”。新的超导材料不断涌现,临界温度的上限一再被突破。美国政界、科技界和工业界均对超导研究寄予厚望。美国舆论界认为,美国能否在超导研究居世界领先地位,在高技术方面迎接日本的挑战,这是对美国意志和能力的考验。为此,二年来在不少议员、科学家、企业家和诸如美国超导竞争委员会技术评估局等组织的多方呼吁、协调和影响下,美国超导研究出现了令人关注的几个新动态。这对今后美国超导研究将产生重大的影响。     

临界电流密度为1万安培的超导线材

日本日立制作所和日立电线工业公司最近共同开发成功在液氮温区临界电流密度为1.03万安培的铊系超导线材。这一成果提供了开发临界电流密度为10万安培的实用超导线材可能性。这次开发成功的超导线材是铊、钡、钙为主要成分的氧化物超导体,用银作被覆材料。它的制造工艺是把超导粉未放入直径为6mm 的银管中,用冲模压制成直径为2.8mm 的细线,     

高温超导材料的几种化学分析方法

液氮温区高Tc超导材料的发现曾经引起世界轰动,竞相开发,并取得了令人瞩目的成就。我国亦有重大贡献。目前,由于处在技术攻关阶段和出于开发市场考虑,轰轰烈烈的日子已经过去,正在心照不宣地、静悄悄地进行着激烈的竞争,其主要目标是提高     

高温超导体材料应用进展和展望

1 前言 超导材料可广泛应用于能源、交通、医疗社会福利、电子通信、科学仪器、机械加工、重大科技工程和国防等领域,是具有巨大发展潜力的高技术。尤其高T_c超导(HTS)材料,摆脱了昂贵的液氦,近年来的成材研究和应用探索取得了长足的进步,将开创电力产生和分配的新纪元,估计今后10年左右将是高温超导走向实用化和商品化发展的关键时期。高温超导体材料应用的研究主要集中在美国、欧洲和日本,项目包括:输电     

超导电力材料发展的现状和前景

<正>超导材料自20世纪问世以来,研发的步伐加快,应用的领域也逐渐增多。由于超导材料在电学上具有许多出色的性能,所以在电力系统中应用广泛。超导电力技术的应用不仅可以提升电力工业的发展水平,同时也引起了电力工业产品的重大变革。采用超导电力技术解决传统电力工业发展出现的问题,是电力工业未来发展的方向。文本介绍了超导材料的诞生和发展历程,同时也介绍了超导材料在电力设备上的应用,还分别指出了各国超导电力设备的发     

超导材料的发展与竞争

超导材料,即在一定温度下电阻为零和抗磁性的材料。这种材料,过去只能在区(77K 以下)内而且是很低的温度下由于液氦成本昂贵,没有实用价值。11年发现超导以来,直至1986年底,尽过七十五年的漫长岁月,超导温度却才39K,也还在液氦温区之内,离应用太远。     

思想交锋火花闪烁集思广益规划未来--863超导专项技术交流暨战略研讨会上百家争鸣

超导技术是具有重大经济价值和战略意义的综合性高技术,是全球竞争中的关键技术之一。我国对超导技术发展给予了高度重视。为了继续推进超导工作,制定“十一五”期间超导规划书,“十五”国家863计划“超导材料与技术”专项办公室于2005年1月18日—19日在北京主办了“863超导专项技术交流暨战略研讨会”,来自国内近40个单位的100多名专家、学者和企业界代表参加了会议。各位参会代表不仅就我国的超导现状与发展展开讨论,而且联系当前国际超导各领域的研究热点进行对比交流,有的专家提议要在中国发展美国正在研发的“超级网络”(SuperGrid),有的则强调发展短程大电流输电;有的院所代表指出应加大加快超导技术在电力系统中的应用,有的则指出不能忽视超导在通讯上的应用潜力,有的专家也借此机会提议要发展好、利用好国家超导人才队伍,培养人才、爱惜人才。     

超导电缆领域简介及超导知识产权概况

2013年是发现超导现象的第102年。在这百年发展之路中,超导以其独特魅力吸引了无数科研人员,研究超导的科学家有6次登上了科研的最高峰——获得诺贝尔奖(见表1)。1986年,高温超导体的发现使得超导技术实用化的呼声越来越高。20多年过去了,超导技术并未像之前憧憬的那样,在世界范围内大规模应用,目前还有     

高Tc超导材料：熔化与定向 快速凝固制备

介绍了国内外高Tc超导材料制备工艺,侧重评述冶金学的熔化,定向凝固与快速凝固工艺在提高氧化物超导材料临界电流密度研究和发展中的进展,分析了加强和发展高技术在未来超导材料深入研究与实用化方面的意义和作用     

强电用超导材料的发展现状与展望

超导材料具有常规材料不具备的零电阻、完全抗磁性等宏观量子现象，是典型的量子材料。在强电应用领域，使用超导材料可以实现常规技术无法实现的超强磁场、大容量储能等诸多颠覆性技术，因此，强电用超导材料制备技术一直是国际高技术竞争前沿。本文通过梳理国内外强电用超导材料及其制备技术的发展现状，系统分析和阐明了包括低温超导材料NbTi、Nb3Sn和高温超导材料YBCO涂层导体、Bi-2223带材、Bi-2212线材以及MgB2线材等实用化超导材料在强电应用领域的发展趋势。分析我国强电用超导材料发展存在的问题，我国需要以开发出面向不同强电应用需求的高性能超导材料体系为基础，实现超导材料和强电应用产品的协同发展，推动强电用超导材料制备技术和应用技术的创新水平提升和产业化规模。研究建议，通过国家层面组织“产学研用”联合攻关，实现低温超导材料产业升级，突破高温超导材料批量化制备关键技术的发展思路，实现强电用超导材料的快速发展和应用。