超導(dǎo)及超導(dǎo)材料的應(yīng)用(圖文)

1、超導(dǎo)及超導(dǎo)材料的應(yīng)用超導(dǎo)及超導(dǎo)材料的應(yīng)用(圖文圖文)1超導(dǎo)材料的研究進(jìn)展1911年一個(gè)叫昂尼斯的荷蘭物理學(xué)家做了一個(gè)試驗(yàn)，他把水銀冷卻到40℃時(shí)，亮晶晶的液體水銀像結(jié)冰一樣變成了固體，然后，他把水銀拉成細(xì)絲，并繼續(xù)降低溫度，同時(shí)測量不同溫度下固體水銀的電阻。當(dāng)他把溫度降到絕對(duì)溫度4K（相當(dāng)于－269℃）時(shí)，一個(gè)奇怪的現(xiàn)象出現(xiàn)了，即水銀的電阻突然變成了零。這個(gè)奇怪現(xiàn)象不僅昂尼斯自己很感意外，而且轟動(dòng)了物理學(xué)界，后來科學(xué)家把這個(gè)現(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)

2、象，把電阻等于零的材料叫超導(dǎo)材料。昂尼斯和許多科學(xué)家后來又發(fā)現(xiàn)了28種超導(dǎo)元素和8000多種超導(dǎo)化合物。但出現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象時(shí)的溫度大都接近絕對(duì)零度，也就是273℃的極低溫，沒有太大的實(shí)用可能性和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。為了尋找可在比較高的溫度下有超導(dǎo)現(xiàn)象的材料，世界上無數(shù)科學(xué)家為之奮斗了近60年，直到1973年，英美一些科學(xué)家才找到一種在23K（25O℃）溫度出現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象的鈮鍺合金。此后這一紀(jì)錄又保持了10多年。論文參考。在無數(shù)人為尋找在高溫下有超導(dǎo)現(xiàn)象

3、的材料時(shí)，幸運(yùn)的貝特諾茨和繆勒在瑞士國際商用公司實(shí)驗(yàn)室工作時(shí)，終于發(fā)現(xiàn)一種鑭銅鋇氧陶瓷材料在43K（230℃）的較高溫度下出現(xiàn)了超導(dǎo)現(xiàn)象，前聯(lián)邦德國人貝特諾茨和美國人繆勒立即成了在科學(xué)界引起轟動(dòng)的新聞人物。為此，他們獲得1987年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。此后美籍華人學(xué)者朱經(jīng)武、中國物理學(xué)家趙忠賢領(lǐng)導(dǎo)的研究小組相繼發(fā)現(xiàn)了在98K（175℃）和78.5K（194.5℃）有超導(dǎo)現(xiàn)象的超導(dǎo)材料。更完全排斥到超導(dǎo)體之外（見下圖），超導(dǎo)體內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)?/p>

4、零，這表明超導(dǎo)體是完全抗磁體，這個(gè)現(xiàn)象稱為邁斯納效應(yīng)。邁斯納效應(yīng)示意圖實(shí)驗(yàn)表明，超導(dǎo)態(tài)可以被外磁場所破壞，在低于TC的任一溫度T下，當(dāng)外加磁場強(qiáng)度H小于某一臨界值HC時(shí)，超導(dǎo)態(tài)可以保持；當(dāng)H大于HC時(shí)，超導(dǎo)態(tài)會(huì)被突然破壞而轉(zhuǎn)變成正常態(tài)。臨界磁場強(qiáng)度HC，其值與材料組成和環(huán)境溫度等有關(guān)。超導(dǎo)材料性能由臨界溫度TC和臨界磁場HC兩個(gè)參數(shù)決定，高于臨界值時(shí)是一般導(dǎo)體，低于此數(shù)值時(shí)成為超導(dǎo)體。2.3同位素效應(yīng)超導(dǎo)體的臨界溫度TC與其同位素質(zhì)量M