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超导材料论文2000字

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超导材料论文2000字

超导技术的主体是超导材料。简而言之,超导材料就是没有电阻、或电阻极小的导电材料。超导材料最独特的性能是电能在输送过程中几乎不会损失:近年来,随看材料科学的发展,超导材料的性能不断优化,实现超导的临界温度越来越高。20世纪末,科学家合成了在室温下具有超导性能的复合材料,室温超导材料的研制成功使超导的实际应用成为可能。 超导的缺点为现有的高温超导体还处于必须用液态氮来冷却的状态。这种情况是比较难大规模做到,在整条通讯线路上采取这样的技术是不太实际的这也是目前不能大量应用的原因。

超导体最重要的特点是电流通过时电阻为零,有一些类型的金属(特别是钛、钒、铬、铁、镍),当将其置于特别低的温度下时,电流通过时的电阻就为零。在普通的导体中,大部分通过导体的电流由于电阻的原因变为热能,因而被“消耗”掉了。在超导体中,实际上没有阻力,这样,一旦接通电流,从理论上讲就永远不会中断。在一个用超导体制成的电磁体(一个线圈,电流从中通过时产生电磁场)所构成的电路中,从理论上讲只送入一次电流,就可以在电路内不停的流动,从而就能使电磁场持续不断。当然,实际上是存在损耗的,不可能实现这类“永动”,不能不去考虑必需的能源投入,以使超导体能保持其产生零电阻现象所需要的底温状态(即-269℃,比绝对零度高出4℃)。 然而,从80年代初开始,人们发现了新材料。这种新材料能够在越来越接近常温的条件下形成超导体。为在这些物质的基础上获得超导体,各国都正在进行各种研究。这种材料同传统材料的区别在于它不需要冷却系统。 超导现象是1911年由荷兰人海克·卡默林·翁内斯(1853-1926)发现的。几十年中,没有人能做出解释。在理论上让人信服的解释出现在半个世纪之后,即在1957年由物理学家约翰·巴丁(晶体管发明者之一)、利昂·库珀和约翰施里弗宣布的“BCS理论”。电流是一种在金属离子,亦即带有多出的正电荷的原子周围流动的自由电子,电阻的产生是因为离子阻碍了电子的流动,而阻碍的原因又是由于原子本身的热振动以及它们在空间位置的不确定所造成的。 在超导体中,电子一对一对结合构成了所谓的“库珀对”,它们中的每一对都以单个粒子的形式存在。这些粒子抱成一团流动,不顾及金属离子的阻力,好像是液体一样在流动。这样,事实上就中和了任何潜在的阻力因素。

用各种热门材料做对比,分析到的方面在前前后后总结和描述一下。

超导材料论文5000字

超导技术的主体是超导材料。简而言之,超导材料就是没有电阻、或电阻极小的导电材料。超导材料最独特的性能是电能在输送过程中几乎不会损失:近年来,随看材料科学的发展,超导材料的性能不断优化,实现超导的临界温度越来越高。20世纪末,科学家合成了在室温下具有超导性能的复合材料,室温超导材料的研制成功使超导的实际应用成为可能。 超导的缺点为现有的高温超导体还处于必须用液态氮来冷却的状态。这种情况是比较难大规模做到,在整条通讯线路上采取这样的技术是不太实际的这也是目前不能大量应用的原因。

任务占坑

1911年,荷兰科学家昂内斯(Ones)用液氦冷却汞,当温度下降到2K时,水银的电阻完全消失,这种现象称为超导电性,此温度称为临界温度。根据临界温度的不同,超导材料可以被分为:高温超导材料和低温超导材料。但这里所说的「高温」,其实仍然是远低于冰点摄氏0℃的,对一般人来说算是极低的温度。1933年,迈斯纳和奥克森菲尔德两位科学家发现,如果把超导体放在磁场中冷却,则在材料电阻消失的同时,磁感应线将从超导体中排出,不能通过超导体,这种现象称为抗磁性。经过科学家们的努力,超导材料的磁电障碍已被跨越,下一个难关是突破温度障碍,即寻求高温超导材料。超导材料最诱人的应用是发电、输电和储能。由于超导材料在超导状态下具有零电阻和完全的抗磁性,因此只需消耗极少的电能,就可以获得10万高斯以上的稳态强磁场。而用常规导体做磁体,要产生这么大的磁场,需要消耗5兆瓦的电能及大量的冷却水,投资巨大。超导磁体可用于制作交流超导发电机、磁流体发电机和超导输电线路等。超导发电机在电力领域,利用超导线圈磁体可以将发电机的磁场强度提高到5万~6万高斯,并且几乎没有能量损失,这种发电机便是交流超导发电机。超导发电机的单机发电容量比常规发电机提高5~10倍,达1万兆瓦,而体积却减少1/2,整机重量减轻1/3,发电效率提高50%。磁流体发电机磁流体发电机同样离不开超导强磁体的帮助。磁流体发电发电,是利用高温导电性气体(等离子体)作导体,并高速通过磁场强度为5万~6万高斯的强磁场而发电。磁流体发电机的结构非常简单,用于磁流体发电的高温导电性气体还可重复利用。超导输电线路超导材料还可以用于制作超导电线和超导变压器,从而把电力几乎无损耗地输送给用户。据统计,目前的铜或铝导线输电,约有15%的电能损耗在输电线路上,光是在中国,每年的电力损失即达1000多亿度。若改为超导输电,节省的电能相当于新建数十个大型发电厂。广阔的超导应用高温超导材料的用途非常广阔,大致可分为三类:大电流应用(强电应用)、电子学应用(弱电应用)和抗磁性应用。大电流应用即前述的超导发电、输电和储能;电子学应用包括超导计算机、超导天线、超导微波器件等;抗磁性主要应用于磁悬浮列车和热核聚变反应堆等。超导磁悬浮列车利用超导材料的抗磁性,将超导材料放在一块永久磁体的上方,由于磁体的磁力线不能穿过超导体,磁体和超导体之间会产生排斥力,使超导体悬浮在磁体上方。利用这种磁悬浮效应可以制作高速超导磁悬浮列车。超导计算机高速计算机要求集成电路芯片上的元件和连接线密集排列,但密集排列的电路在工作时会发生大量的热,而散热是超大规模集成电路面临的难题。超导计算机中的超大规模集成电路,其元件间的互连线用接近零电阻和超微发热的超导器件来制作,不存在散热问题,同时计算机的运算速度大大提高。此外,科学家正研究用半导体和超导体来制造晶体管,甚至完全用超导体来制作晶体管。核聚变反应堆“磁封闭体”核聚变反应时,内部温度高达1亿~2亿℃,没有任何常规材料可以包容这些物质。而超导体产生的强磁场可以作为“磁封闭体”,将热核反应堆中的超高温等离子体包围、约束起来,然后慢慢释放,从而使受控核聚变能源成为21世纪前景广阔的新能源。

超导材料论文6000字

可以不需要在发电后改变电压再传输电能损耗减小,节约能源,减少温室气体排放(发电一般燃煤)缺点就是温度过低,现在研究出来的最高温度的超导体的温度为-138摄氏度,而且要保持低温成本很高现在只有超导电车,而且只能载几个人,相当于做个模型看看的

超导就是没有电阻优点当然是使导线耗费的电能变为0缺点么实现太困难成本太高

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用各种热门材料做对比,分析到的方面在前前后后总结和描述一下。

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超导就是没有电阻优点当然是使导线耗费的电能变为0缺点么实现太困难成本太高

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可以不需要在发电后改变电压再传输电能损耗减小,节约能源,减少温室气体排放(发电一般燃煤)缺点就是温度过低,现在研究出来的最高温度的超导体的温度为-138摄氏度,而且要保持低温成本很高现在只有超导电车,而且只能载几个人,相当于做个模型看看的

超导材料论文

超导体最重要的特点是电流通过时电阻为零,有一些类型的金属(特别是钛、钒、铬、铁、镍),当将其置于特别低的温度下时,电流通过时的电阻就为零。在普通的导体中,大部分通过导体的电流由于电阻的原因变为热能,因而被“消耗”掉了。在超导体中,实际上没有阻力,这样,一旦接通电流,从理论上讲就永远不会中断。在一个用超导体制成的电磁体(一个线圈,电流从中通过时产生电磁场)所构成的电路中,从理论上讲只送入一次电流,就可以在电路内不停的流动,从而就能使电磁场持续不断。当然,实际上是存在损耗的,不可能实现这类“永动”,不能不去考虑必需的能源投入,以使超导体能保持其产生零电阻现象所需要的底温状态(即-269℃,比绝对零度高出4℃)。 然而,从80年代初开始,人们发现了新材料。这种新材料能够在越来越接近常温的条件下形成超导体。为在这些物质的基础上获得超导体,各国都正在进行各种研究。这种材料同传统材料的区别在于它不需要冷却系统。 超导现象是1911年由荷兰人海克·卡默林·翁内斯(1853-1926)发现的。几十年中,没有人能做出解释。在理论上让人信服的解释出现在半个世纪之后,即在1957年由物理学家约翰·巴丁(晶体管发明者之一)、利昂·库珀和约翰施里弗宣布的“BCS理论”。电流是一种在金属离子,亦即带有多出的正电荷的原子周围流动的自由电子,电阻的产生是因为离子阻碍了电子的流动,而阻碍的原因又是由于原子本身的热振动以及它们在空间位置的不确定所造成的。 在超导体中,电子一对一对结合构成了所谓的“库珀对”,它们中的每一对都以单个粒子的形式存在。这些粒子抱成一团流动,不顾及金属离子的阻力,好像是液体一样在流动。这样,事实上就中和了任何潜在的阻力因素。

可以看下(材料科学、材料化学前沿)这两本资料

室温超导体材料能够在无需冷却的条件下,零电阻导电,一旦实现将对我们的电网基础设施,高精尖物理科研设备,量子计算,通讯设备等诸多领域产生巨大的影响。

10月14日,英国《自然》杂志发表了一个物理学研究成果,来自美国罗彻斯特大学、英特尔公司和内华达大学的联合研究团队运用一种绿色的光化学合成方式,实现了在287K(约15℃)温度下的含碳硫化氢超导。

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