超导陶瓷,是指具有超导性的陶瓷材料。其主要特性是在一定临界温度下电阻为零即所谓零阻现象。
2013年,科学家发现红外激光脉冲照射钇钡铜氧化物材料时,会在室温条件下短暂地显示出超导性。
中文名称 | 超导陶瓷 | 外文名称 | superconductivity ceramics |
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拼音 | chāo dǎo táo cí | 意思 | 具有超导性的陶瓷材料 |
组成 | YBa2Cu3O7-δ |
1973年,人们发现了超导合金――铌锗合金,其临界超导温度为23.2K,该记录保持了13年。1986年,设在瑞士苏黎世的美国IBM公司的研究中心报道了一种氧化物(镧-钡-铜-氧)具有35K的高温超导性,打破了传统"氧化物陶瓷是绝缘体"的观念,引起世界科学界的轰动。此后,科学家们争分夺秒地攻关,几乎每隔几天,就有新的研究成果出现。
临界超导温度提升
1986年底,美国贝尔实验室研究的氧化物超导材料,其临界超导温度达到40K,液氢的"温度壁垒"(40K)被跨越。1987年2月,美国华裔科学家朱经武和中国科学家赵忠贤相继在钇-钡-铜-氧系材料上把临界超导温度提高到90K以上,液氮的禁区(77K)也奇迹般地被突破了。1987年底,铊-钡-钙-铜-氧系材料又把临界超导温度的记录提高到125K。从1986-1987年的短短一年多的时间里,临界超导温度提高了100K以上。
室温超导性
2013年, 一个马普研究所参与的国际研究组发现,当使用红外激光脉冲照射钇钡铜氧化物材料时,它会在室温条件下短暂地显示出超导性。
1、 在电力系统方面,可以用于输配电。由于电阻为零,所以完全没有能量损耗,而这种能量损耗现在通常达到20%。可以制造超导线圈,由于可形成永久电流,所以可以长期无损耗地贮存能量。
2、 在交通运输方面,可以制造磁悬浮高速列车。可以制成电磁推进装置用于船舶和空间飞行器的推进。磁悬浮高速列车是利用列车内超导磁体产生的磁场和电流之间的交互作用产生向上的浮力,列车高速而无噪声。目前我国上海、成都、大连都已建成磁悬浮列车,表明我国在超导磁悬浮的研究应用方面处于世界先进行列。
3、利用超导陶瓷的约瑟夫逊效应可望制成超小型、超高性能的第五代计算机。所谓约瑟夫逊效应是指被真空或绝缘介质层 (约厚10nm)隔开的两个超导体之间会产生超导电子隧道的效应。约瑟夫逊隧道结开关时间为10-12s,超高速开关时产生的热量仅为10-6W,消耗功率少。这种器件的运算速度比硅晶体管快50倍,产生的热量仅为其1/1000以下,所以能高度集成化,许多国家都在研制。
4、 利用其抗磁性,在环保方面可以进行废水净化和去除毒物;在医药方面可以从血浆中分离血红细胞并正在研究抑制和杀死癌细胞;在高能物理方面利用其磁场加速高能粒子等。
5、用于电子陶瓷。
高临界温度(90开以上)的超导陶瓷材料组成有YBa2Cu3O7-δ,Bi2Sr2Ca2Cu3O10,Tl2Ba2Ca2Cu3O10。
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年间从的4.2K...
通常陶瓷不导电,是良好的绝缘体。例如在氧化物陶瓷中,原子的外层电子通常受到原子核的吸引力,被束缚在各自原子的周围,不能自由运动。所以氧化物陶瓷通常是不导电的绝缘体。然而,某些氧化物陶瓷加热时,处于原子...
陶瓷导热的,陶瓷中氧化铍陶瓷的导热系数k最高。 25℃时部分陶瓷的导热系数k,单位 [W•/(m•℃)] 陶瓷材料—k 氧化铍(BeO)瓷—243 氮化铝(AlN)—175 氮...
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一种制备高温(Tc)超导陶瓷材料厚膜工艺,其特征在于该工艺包括调浆、制膜及热处理,所说调浆是将400-500目氧化物超导陶瓷微粉加入有机粘合剂调和成糊膏状,其固/液=3-5/1;制膜是用丝网漏印或直接涂刷,将所调浆料印刷在基底材料上;再经热处理烧结成超导膜层,该热处理全过程均在氧气气氛下进行,先在80-90℃烘干0.5小时左右,在管式炉中以2-3℃/分速率升温,各段温度及保持时间顺序为:150℃/1-3小时,400℃/1-4小时,850℃/1.5-3小时,950-1100℃/2-4小时,然后随炉降温至800℃/2-4小时,400℃/3-5小时,最后自然冷却至室温。2100433B
高温超导材料厚膜工艺,是用超导陶瓷材料微粉与有机粘合溶剂调和成糊状浆料,用丝网漏印技术将浆料以电路布线或图案形式印制在基底材料上,经严格热处理程序进行烧结,制成超导厚膜,厚度可在15-80μm范围。该膜层超导转变温度在90K以上,零电阻温度在80K以上。
第1章 绪论
第2章 功能陶瓷的基本性质
第3章 功能陶瓷的生产工艺
第4章 超导陶瓷
第5章 电介质陶瓷
第6章 压电陶瓷
第7章 敏感陶瓷
第8章 磁性陶瓷材料
第9章 生物陶瓷及复合材料
第10章 结构陶瓷
第11章 陶瓷基本功能复合材料 2100433B