稀土类超导材料

日本铁道综合技术所研究人员将稀土元素Gd系超导线制成线圈,开发成功直线电动汽车上实用级超导电磁铁。该线圈冷却到45K（-228℃）同时通人80A电流,就可以形成5特斯拉磁场。以前超导材料的临界温度比较低,必须采用液He作为冷却介质,现在已开发出性能较高的压缩机,可采用液N2作为冷却介质（77K或-196℃）,冷冻机体积也缩小了。     

可产生1T强磁场的MgB_2超导体

日本芝浦工业大学的村上雅人教授与韩国Soul大学的刘相任副教授共同合作 ,运用火花等离子烧结(SPS)新技术开发成功能够在绝对温度为 2 7 5K (- 2 4 5 5℃ )的高温下产生 1T高磁场的二硼化镁 (MgB2 )超导材料 ,这是当前世界上用超导材料产生的最高磁场。此次 ,用SPS法制成的是致密块体晶状MgB2 超导材料。其制造工艺过程是首先把MgB2 材料粉末置入石墨模具内 ,加热到大约 12 0 0℃高温下烧结同时通入2 0 0 0A的强大电流历时约 15min ,从而形成致密度为 98%的块体。所得超导体可获得非常高的临界电流密度 ,形成强度超过 1T的强磁场可…     

磁体用超导材料(Ⅰ)

全俄博奇瓦尔无机材料研究院可制造不同类型尺寸的Nb3Sn超导材料.用"青铜工艺"制取的超导材料在12T磁场中的临界电流密度(无铜断面)达到800A/mm2,用"内锡法"制取的超导材料,这一指标达到2000A/mm2.     

超导目前已经进入产业化阶段

超导目前已经进入产业化阶段。高温超导材料和低温超导材料应用领域并不一致,我们预计高温超导中超导限流器、超导滤波、超导储能将有可能最先获得应用。低温超导主要用于核磁共振(MRI)和可控核聚变磁场线圈(ITER),技术成熟,市场较小。     

超导电性应用技术进展和研发动向（Ⅰ）

不论在日本,美国和欧洲,都在开展有关“超导电性应用基础技术研发”和以应用开发为目标的“超导材料和装置研发”的工作。主要围绕着以下4个方面:(1)超导块材;(2)第2代导体;(3)超导装置;(4)超导电性应用基础。超导块材的发展YBCO已成为主要的块材,同时研究用Nd,Sm,Gd等替代Y。GdBCO的捕获磁场已达到3T,为YBCO的3倍。其技术关键在于,通过对超导块材进行真空环氧树脂浸渍,机械强度提高到了100MPa。环氧树脂浸渍YBCO超导块材的捕获磁场在30K下已达到15T。为此超导块材的性能已达到实用的水平,飞轮储能系统和高效磁分离系统有了真正的…     

核聚变用超导材料辐照效应的研究进展

超导是磁约束核聚变装置建立和发展的基础,其性能至关重要。在磁约束聚变堆中,超导磁体因其特殊的位置会受到粒子或射线的辐照。因此,研究人员一直在研究辐照后超导材料的性能变化。目前,Nb_3Sn、YBa_2Cu_3O_(7-δ)(YBCO)和Bi_2Sr_2CaCu_2O_(8+δ)(Bi-2212)是面向核聚变备选的几种超导材料。在辐照下,上述3种超导材料内部的缺陷密度会升高,以及产生碰撞级联、空位等缺陷。本文综述了这3种超导材料在不同辐照条件下的性能变化的研究进展,提出了这3种超导材料以后的研究方向。     

GL-I方程在超导磁悬浮涡旋电流元模型中的应用

由于现有超导磁悬浮理论为超导体设置边界,严重限制了对其超导态内部特征的认识,一些参数设置与实际应用情况也有相当距离。为了避免其局限性,根据超导磁悬浮特征,将涡旋电流(VC)作为独立的微磁场源与外磁场相互作用,并取自然边界,经过严格推导,建立了超导磁悬浮力表达式,理论计算与实验观测比较效果良好。用GL-I方程求解超导电子密度可进而提高理论计算精度,结合高分辨率超导磁悬浮力和磁场观测,以期能够建立超导透析技术。     

在烧结过程中控制MgB2磁通钉扎特性

为了用MgB２制做实用装置，必须制备在高磁场下具有高临界电流密度的MgB２超导材料。很多类型的晶体缺陷，例如堆垛层错、晶界、非超导第二相等都可起到有效的磁通钉扎中心的作用。为创造晶体缺陷，在超导体中起局域钉扎中心的作用，可以使用各种方法，例如化学掺杂、离子、中子、脉冲激光以及电子辐照等等。有些技术已在MgB２系统中获得了成功。可是，这些技术虽然提高了MgB２高磁场下的临界电流密度，但却降低了材料的转变温度TC。最近，美国洛斯阿拉莫斯（LosAlamos）国家实验室，超导技术中心研究出一种在烧结过程中直接产生有效的…     

超导产业应用的未来展望

日本住友电工公司特别技术顾问中原恒雄在2000年7月大阪举行的超导科学技术研究会(FSST)第47次会议上作了《超导产业应用的未来展望》综述报告，现简述如下。长尺度Bi系线材 长尺度Bi系线材，宽约4mm，厚约0.2mm~0.3mm，长达约1000m，一天可制备数根，对这种线材每隔4mm进行连续测试评价。代表性的线材在77K，0T下的Ic约为74A。更详细地说，61芯Bi系线材，宽3.81mm，厚0.234mm，银比2.95，77K，0T下的Ic为74A，Jc为34kA/cm2，Je为8.1kA/cm2，是目前代表性的长尺度Bi系超导线材。高Ic Bi系线材 对设计稍作变动，可得更高Ic的Bi系线…     

磁共振成像超导接收线圈品质因数的实验研究

射频接收线圈是磁共振成像系统中的重要部件,主要针对超导接收线圈的品质因数进行实验研究,并给出了测试原理和方法。使用一种双探测线圈法对Bi2223/Ag超导带材制作的接收线圈在室温和液氮温度下的品质因数进行了测试,并与铜制谐振回路的测试结果进行对比分析。结果表明,在77K下超导接收线圈比室温下铜线圈的品质因数高约两倍。这说明使用超导材料制作射频接收线圈,可有效提高谐振回路的品质因数,从而进一步改善磁共振成像系统的信噪比及成像质量。     

变形与超导

本文从变形理论入手，对超导材料的超导电性进行了分析，得到了变形与超导临界转变温度的表达式。在此基础上，对超导材料的设计提出了新的见解。按概率统计思想所得到的超导材料的电子比热与温度的关系式以及由此所探讨的比热跃变、临界磁场与实验值吻合较好。     

超薄超导材料特性及应用

介绍和讨论低温和高温超导超薄材料的制备及超导特性,并和普通非超薄超导材料特性相比较。超薄超导材料可以用于制备超导单光子探测器(Supercon ducting Single Photon Detector,简称SSPD)和超导热电子测辐射热仪(Superconducting Hot Electron Bolometer,简称SHEB)。详细分析并讨论其应用。     

超导磁悬浮涡旋电流元模型磁场分布特征

通过详细分析超导磁悬浮特征,论述了各理论模型与实际应用情况存在的偏离,其原因在于理论上为超导体设置边界,从而严重限制了超导体对外磁场的动态响应。为了避免这种缺陷,文中取自然边界,并将涡旋电流(VC)作为独立的微磁场源与外磁场相互作用,运用基本电磁场理论描述超导磁悬浮特征。经过严格推导,给出了超导磁悬浮系统的磁场分布表达式。对测量结果进行反演,有望为超导透析技术奠定理论依据。     

利用电镀法制造成功MgB_2超导薄膜

日本的物质材料研究所与日本原子能研究所的科研人员协作 ,研究成功了利用电镀法制取二硼化镁(ＭｇＢ2 )超导薄膜的新技术。他们把氯化镁、氯化钠、氯化钾与硼酸镁按 10∶5∶5∶2的摩尔比混合后 ,在氮气氛中加热到 60 0℃获得熔融的电解浴。在实验时通入电压为 4Ｖ的直流电经过 1ｈ获得了厚度为 4 μｍ的ＭｇＢ2 镀膜。因为只浸渍在上述熔融盐浴中进行电镀 ,所以生产成本要比蒸镀法 (真空镀膜 )便宜得多 ,而且能够在任何形状材料的表面上形成均匀的超导薄膜 ,所以适用范围很广。在铜线上镀覆这种超导膜后 ,即可用作配线 ,其薄膜材料则可用于…     

旋转超导体产生的微弱伦敦磁场的探测

旋转超导体会在其内部产生一均匀磁场,称为伦敦磁场。伦敦磁场的研究具有重要理论和应用价值。本文对微弱伦敦磁场的探测方法进行了初步研究,使用多层超导筒屏蔽外界环境磁场的干扰,采用超导量子干涉器件(SQUID)来读出旋转超导体产生的磁场。通过对冻结磁通产生的干扰信号的有效分离,成功地观测到了伦敦磁场信号.通过理论分析,确定了伦敦磁场探测对应屏蔽性能的要求,对提高伦敦磁场探测信噪比的措施进行了讨论。     

35kV/90MVA饱和铁心型超导限流器的高温超导磁体

介绍了35kV/90MVA饱和铁心型超导限流器中超导直流励磁磁体的仿真、设计、制作及相关实验,该磁体使用了17.6km超导带材,额定安匝数为141000安匝。利用磁场仿真计算获得磁场分布,并根据磁场分布及超导带材磁场下Ic的衰减特性,采用多饼串并联结合的方法优化磁体设计,既降低了磁体中的感应电压,保证了磁体的励磁能力,增强了磁体的稳定性,又节约了材料与成本。通流实验和磁场测量检验了设计方法的正确性,证实了磁体通流能力满足设计要求。     

超导在军事上的应用

超导体具有零电阻、抗磁性及其结构的约瑟夫逊效应 ,使超导技术成为国内外军事界普遍关注的具有巨大发展潜力的高技术 ,尤其是液氮温区的高温超导体的发现及发展。今后 10年将是高温超导向实用化和商品化发展的关键时期 ,其中高Tc 超导(HTS)Bi 2 2 2 3带材具有易成材、高转变温度、高临界磁场、高临界电流密度等优点 ,是制备超导磁体的首选材料。目前国内已能制备千米级高性能实用Bi系高温超导长带、大尺寸高性能YBCO高温超导块 (直径10 0mm) ;同时第 2代YBCO涂层导体和新颖的MgB2 超导材料也在向高性能、实用化线材长带方向发展。国…     

旋转超导铌球在磁场中的力矩分析

由金属铌制成的超导球体,利用超导体的迈斯纳效应悬浮在球腔中,在外磁场的影响下会有少量俘获磁通存在,本文引入球谐函数计算磁场,分析了俘获磁通和外磁场相互作用后对超导转子产生的干扰力矩。在磁场中旋转的超导球体也会产生一个与转速成比例的伦敦磁场,与外部磁场相互作用从而产生干扰力矩作用于超导球。本文从旋转超导球体的电磁特性和磁场分布入手,计算和分析了伦敦磁矩对旋转超导球体的干扰力矩及对超导球体运动的影响。     

实用超导材料研发和生产基地——西部超导材料科技有限公司

随着世界对超导材料需求的增长,以及国内超导产业化步伐的加快,一个新的经济实体———西部超导材料科技有限公司于2003年4月6日在西安市正式创建,其注册资本12200万元。该公司集研究—开发—生产为一体,是继美国后国际上第二家生产超导铌钛锭棒的重要基地,是一家可以与国际著名超导公司相媲美,有影响力的超导产业龙头公司。西部超导材料科技有限公司,一期投资1.22亿元,将建成年产150tNbTi锭棒及50tNbTi/Cu超导线的生产能力,2年内形成一个年收入2亿元,利税7000万元的高科技产业;二期将再投资1亿元,建立年产300tNbTi线材和100tNb3Sn线材,…     

超导材料

Fullerene纳米晶须超导材料 Fullerene是一种碳素材料，它有可能成为一种重量很轻的超导体。日本筑波市茨城县的国家材料科学研究所的研究人员实验证明了fullerene纳米晶须的超导性。这种具有细纤维状的轻质纳米级碳素材料，可以通过热处理技术来合成。Fullerene超导材料可以是丝状物也可以是布状物，其超导转变温度大约为17K。临界电流密度即使在磁场中也非常之高（105A／cm2），其临界电流密度随着磁场强度的增高而稍有减低，有可能成为性能优良的超导材料。