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高温超导材料

时间:2017-08-28 [] 浏览次数:

  高温超导材料

  high temperature superconducting material

  具有高临界转变温度(Tc)能在液氮温度条件下工作的超导材料。因主要是氧化物材料,故又称高温氧化物超导材料。高温超导材料不但超导转变温度高,而且成分多是以铜为主要元素的多元金属氧化物,氧含量不确定,具有陶瓷性质。氧化物中的金属元素(如铜)可能存在多种化合价,化合物中的大多数金属元素在一定范围内可以全部或部分被其他金属元素所取代,但仍不失其超导电性。除此之外,高温超导材料具有明显的层状二维结构,超导性能具有很强的各向异性。

  已发现的高温超导材料按成分分为含铜的和不含铜的 。含铜超导材料有镧钡铜氧体系(Tc=35~40K)、钇钡铜氧体系(按钇含量不同 ,T发生复化。最低为20K ,高可超过90K)、铋锶钙铜氧体系 (Tc=10~110K)、铊钡钙铜氧体系(Tc=125K) 、铅锶钇铜氧体系 (Tc约70K) 。不含铜超导体主要是钡钾铋氧体系( Tc约30K) 。已制备出的高温超导材料有单晶、多晶块材,金属复合材料和薄膜。高温超导材料的上临界磁场高,具有在液氦以上温区实现强电应用的潜力。

  高温超导材料温度

  超导体得天独厚的特性,使它可能在各种领域得到广泛的应用。但由于早期的超导体存在于液氦极低温度条件下,极大地限制了超导材料的应用。人们一直在探索高温超导体,从1911年到1986年,75年间从水银的4.2K提高到铌三锗的23.22K,才提高了19K。

  1986年,高温超导体的研究取得了重大的突破。掀起了以研究金属氧化物陶瓷材料为对象,以寻找高临界温度超导体为目标的“超导热”。全世界有260多个实验小组参加了这场竞赛。

  1986年1月,美国国际商用机器公司设在瑞士苏黎世实验室科学家柏诺兹和缪勒首先发现钡镧铜氧化物是高温超导体,将超导温度提高到30K;紧接着,日本东京大学工学部又将超导温度提高到37K;12月30日,美国休斯敦大学宣布,美籍华裔科学家朱经武又将超导温度提高到40.2K。