超導(dǎo)物理研究及其研究進(jìn)展市公開課一等獎(jiǎng)省賽課獲獎(jiǎng)?wù)n件

超導(dǎo)物理概論及高溫超導(dǎo)體研究進(jìn)展與現(xiàn)實(shí)狀況余亞斌第1頁一、超導(dǎo)電性研究歷史與近年來進(jìn)展二、超導(dǎo)電性應(yīng)用第2頁1.超導(dǎo)體零電阻現(xiàn)象發(fā)覺1908年,Onnes在4.125k,1個(gè)大氣壓下液化了He.1911年,他又在Hg樣品中首次發(fā)覺了超導(dǎo)電現(xiàn)象.

一、超導(dǎo)電性研究歷史與近年來進(jìn)展第3頁汞電阻在4.2K附近消失第4頁Onnes。

第一位超導(dǎo)領(lǐng)域諾貝爾獎(jiǎng)第5頁2.超導(dǎo)體完全抗磁性發(fā)覺

邁斯納和奧克森費(fèi)爾特于1933年發(fā)覺超導(dǎo)體含有完全抗磁性，即“邁斯納”效應(yīng)。邁斯納效應(yīng)發(fā)覺使人們認(rèn)識(shí)到超導(dǎo)體抗磁性有別于完全導(dǎo)體“抗磁性”，它是一個(gè)獨(dú)立于零電阻之外超導(dǎo)體基本性質(zhì)。在此之后人們才比較全方面地了解了超導(dǎo)體基本性質(zhì)。第6頁瓦爾特·邁斯納第7頁邁斯納效應(yīng)示意圖小磁體懸浮在超導(dǎo)體上。第8頁完全抗磁性球體

置于外磁場中超導(dǎo)體會(huì)表現(xiàn)出完全抗磁性，即超導(dǎo)體內(nèi)部磁感應(yīng)強(qiáng)度恒為零現(xiàn)象—稱為“邁斯納效應(yīng)”9第9頁超導(dǎo)體142kg10第10頁磁懸浮列車11第11頁12第12頁13第13頁14第14頁MeissnerEffectIdealConductorSuperconductorMagneticlevitation“Fluxfrozen”15第15頁16-9-11第16頁17-9-11第17頁

3.超導(dǎo)體電動(dòng)力學(xué)建立

倫敦弟兄于1935年提出倫敦方程是第一個(gè)對(duì)超導(dǎo)體電動(dòng)力學(xué)作統(tǒng)一描述理論。該理論不但說明了超導(dǎo)體各種電磁性質(zhì)，而且也解釋了前述邁斯納效應(yīng)。該理論指出：在超導(dǎo)態(tài)，處于外磁場中超導(dǎo)體內(nèi)并不是完全沒有磁場，實(shí)際上外磁場能夠穿透到超導(dǎo)體表面附近很薄一層中，其穿透深度約為十萬分之一厘米。第18頁磁場在超導(dǎo)體表面穿透深度MeissnerEffect第19頁4.京茲堡－朗道（G-L)理論建立1950年，當(dāng)初只有34歲京茨堡和前蘇聯(lián)另一位著名物理學(xué)家朗道一同提出了一個(gè)描述超導(dǎo)體特征理論。這個(gè)理論是在朗道二級(jí)相變理論基礎(chǔ)上建立，能夠準(zhǔn)確地預(yù)測諸如超導(dǎo)體能負(fù)荷最大電流等特征。但該理論屬于超導(dǎo)電性唯象理論。第20頁在最初發(fā)覺超導(dǎo)體之后很多年，人們才知道世界上存在不止一個(gè)類型超導(dǎo)體。那種不允許磁場穿過，是第一類超導(dǎo)體。而阿布里科索夫在1953年研究表明，還存在第二類超導(dǎo)體，這種超導(dǎo)體允許磁場穿過。

第21頁第一類超導(dǎo)體在超導(dǎo)態(tài)是理想抗磁體(Meissner態(tài))。HC：臨界磁場當(dāng)H>HC,轉(zhuǎn)變?yōu)檎B(tài)HCTCHT超導(dǎo)態(tài)完全抗磁性正常態(tài)022*超導(dǎo)體分類第22頁一些元素超導(dǎo)臨界溫度Pb7.2KLa4.9KTa4.47KHg4.15KSn3.72KIn3.40KTl1.70KRh1.697KPr1.4KTh1.38KAl1.175KGa1.10KGa1.083KMo0.915KZn0.85KOs0.66KZr0.61KAm0.6KCd0.517KRu0.49KTi0.40KU0.20KHa0.128KIr0.1125KLu0.1KBe0.026KW0.0154KPt0.0019KRh0.000325K23第23頁已知超導(dǎo)元素24第24頁第II類超導(dǎo)體兩個(gè)臨界磁場HC1、HC2HHc1Meissner態(tài)，完全抗磁通B=0Hc1HHc2

混合態(tài)，磁通格子態(tài)磁通量子、磁通釘扎、流動(dòng)、蠕動(dòng)。HHc2

正常態(tài)

理想第II類超導(dǎo)體、非理想第II類超導(dǎo)體25第25頁第二類超導(dǎo)體相圖Meissner態(tài)混合態(tài)正常態(tài)HC1當(dāng)HC1<H<HC2,處于混合態(tài)，磁通部分穿透進(jìn)超導(dǎo)體，抗磁性不完全。在混合態(tài)磁通線有規(guī)律地排列成三角或四方格子，稱為磁通格子。HC2TH26第26頁混合態(tài)1957年，蘇聯(lián)物理學(xué)家阿布里科索夫提出存在第二類超導(dǎo)體，其主要特點(diǎn)是存在下臨界磁場Hc1和上臨界磁場Hc2。當(dāng)材料處于H<Hc1外加磁場中時(shí)，材料為完全超導(dǎo)態(tài)；當(dāng)Hc1<H<Hc2時(shí)，材料處于部分超導(dǎo)態(tài)，材料內(nèi)部出現(xiàn)許多細(xì)小管狀正常態(tài)區(qū)域——有磁場經(jīng)過——稱為磁通線；---混合態(tài)當(dāng)H>Hc2,變成正常態(tài).II類超導(dǎo)體磁通穿透27第27頁合金及化合物超導(dǎo)體Cs3C6040K(Highest-TcFulleride)MgB239K(HighestTcNon-FullereneAlloy)Ba0.6K0.4BiO330K(First4thorderphase)Nb3Ge23.2KNb3Si19KNb3Sn18.1KNb3Al18KV3Si17.1KTa3Pb17KV3Ga16.8KNb3Ga14.5KV3In13.9KNb0.6Ti0.49.8K(Firstsuperconductivewire)Nb9.25KTc7.80KV5.40KNote:These3aretheonlyelementalType2superconductors.HoNi2B2C7.5K(Borocarbide)Fe3Re26.55KGdMo6Se85.6K(Chevrel)CoLa34.28KMnU62.32K(HeavyFermion)AuZn31.21K第28頁1957年阿布里科索夫深入求解G-L方程，從而預(yù)見了第二類超導(dǎo)體混合態(tài)磁通結(jié)構(gòu)。經(jīng)過近十年發(fā)展，逐步形成了含有微觀理論基礎(chǔ)GLAG理論。其中，最終一個(gè)G代表戈?duì)柨路颍℅or’kov），是他G-L方程可有微觀理論導(dǎo)出，并給出G-L理論有效適用條件第29頁年10月，諾貝爾獎(jiǎng)評(píng)委會(huì)將該年度物理學(xué)獎(jiǎng)授予了京茨堡、阿布里科索夫和萊格特三人。京茨堡說：“很久以前我就忘了這回事。”第30頁1962年，朗道因?yàn)閷?duì)液氦超流動(dòng)性研究而取得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。當(dāng)初，人們發(fā)覺能產(chǎn)生超流動(dòng)現(xiàn)象是氦4（氦一個(gè)同位素），而氦3不會(huì)產(chǎn)生這種現(xiàn)象。以后發(fā)覺事實(shí)并非如此。當(dāng)初還在英格蘭蘇塞克斯大學(xué)萊格特對(duì)這一奇特現(xiàn)象作出了精彩解釋。

第31頁萊格特和京茨堡一樣不太走運(yùn)。1996年，諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予了當(dāng)年康奈爾大學(xué)發(fā)覺氦3超流動(dòng)性三個(gè)人，萊格特卻榜上無名。

第32頁

歲月流逝，獲獎(jiǎng)時(shí)今京茨堡已屆90多歲高齡，阿布里科索夫快80歲了，而萊格特也有近70歲了。1980年代末，阿布里科索夫移民到美國，在阿貢國家試驗(yàn)室繼續(xù)他科學(xué)生涯，京茨堡一直在莫斯科，萊格特則來到了伊利諾伊大學(xué)，至今還活躍在超流動(dòng)研究領(lǐng)域。第33頁維塔利·京茨堡（VitalyL.Ginzburg）

第34頁阿列克謝·阿布里科索夫（Alexei

A.Abrikosov）第35頁安東尼·萊格特（Anthony

J.Leggett）

第36頁5.超導(dǎo)微觀理論建立從微觀機(jī)制上去了解超導(dǎo)電性是在1957年由約翰·巴丁（Bardeen）、里昂·庫珀（Cooper）和羅伯特·施里弗（Schrieffer）提出BCS理論后。該理論模型基于量子力學(xué)理論，其主要觀點(diǎn)是：在超導(dǎo)體內(nèi)部，因?yàn)殡娮雍忘c(diǎn)陣之間相互作用，在電子與電子之間產(chǎn)生了吸引力，這種吸引力使傳導(dǎo)電子兩兩結(jié)成電子對(duì)，組成每個(gè)電子正確兩個(gè)電子動(dòng)量相等、自旋方向相反，這種電子對(duì)稱為庫珀電子對(duì)或超導(dǎo)電子。第37頁BardeenSchriefferCooperBCS理論第38頁BCS理論庫珀電子正確能量低于兩個(gè)正常電子能量之和，因而超導(dǎo)態(tài)能量低于正常態(tài)。在絕對(duì)零度時(shí)，全部電子都結(jié)成庫珀電子對(duì)，都是超導(dǎo)電子，伴隨溫度升高，庫珀電子對(duì)就不停地被拆散并轉(zhuǎn)變?yōu)檎ｋ娮?，而且拆散一個(gè)庫珀電子對(duì)變得更輕易，在溫度到達(dá)臨界溫度以上時(shí)，庫珀電子就全部被拆散，全部電子都是正常電子。因?yàn)樵摮錾碚摻Y(jié)果，他們?nèi)朔窒砹?972年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。第39頁同位素效應(yīng)M~晶格離子質(zhì)量~晶格振動(dòng)頻率(Debye溫度)

DM

晶格振動(dòng)頻率Tc

電-聲子相互作用主要性Frohlich提出一個(gè)基于電-聲子相互作用超導(dǎo)理論,不過解釋不了Meissner效應(yīng).40第40頁超導(dǎo)能隙

電子比熱測量：Ces∝exp(-

/kBT)證實(shí)超導(dǎo)基態(tài)與準(zhǔn)粒子激發(fā)之間存在能隙比熱試驗(yàn)給出:2~3kTc

微波吸收試驗(yàn):發(fā)覺f>1013Hz,表面阻抗R~RN(T~0K)f<1010Hz,R~0在之間出現(xiàn)某種量子過程.吸收能量才能進(jìn)入激發(fā)態(tài),暗示能隙存在.h

0~2

0:臨界頻率,>0開始強(qiáng)烈吸收電磁波(微波或者紅外頻譜)41第41頁從超導(dǎo)基態(tài)產(chǎn)生一個(gè)在k態(tài)單激發(fā)準(zhǔn)粒子激發(fā)能：第42頁超導(dǎo)基態(tài)中電子分布第43頁6.約瑟夫森效應(yīng)發(fā)覺

1962年英國物理學(xué)家約瑟夫森在研究超導(dǎo)電性量子特征時(shí)提出了量子隧道效應(yīng)理論，也就是今天人們所說約瑟夫森效應(yīng)。1973年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)二分之一授予美國紐約州約克城高地（YorktownHeights）IBM瓦森研究中心江崎玲於奈（LeoEsaki，1925—），美國紐約州斯琴奈克塔迪（Schenectady）通用電器企業(yè)賈埃沃（IvarGiaever，1929—），以表彰他們分別在相關(guān)半導(dǎo)體和超導(dǎo)體中隧道現(xiàn)象試驗(yàn)發(fā)覺；另二分之一授予英國劍橋大學(xué)約瑟夫森（BrianJosephson，1940—），以表彰他對(duì)穿過隧道壁壘超導(dǎo)電流所作理論預(yù)言，尤其是關(guān)于普遍稱為約瑟夫森效應(yīng)那些現(xiàn)象。第44頁Josephson(約瑟夫森)效應(yīng)F0=2x10-7Gauss/cm245第45頁超導(dǎo)量子干涉儀(SQUID)

F0=2x10-7Gauss/cm246第46頁該理論認(rèn)為：電子對(duì)能夠以隧道效應(yīng)穿過絕緣層，在勢(shì)壘兩邊電壓為零情況下，將產(chǎn)生直流超導(dǎo)電流，而在勢(shì)壘兩邊有一定電壓時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生特定頻率交流超導(dǎo)電流。在該理論基礎(chǔ)上誕生了一門新學(xué)科--超導(dǎo)電子學(xué)。D.Josephson,Phys.Lett.1,251(1962);Adv,Phys.14,419(1965)第47頁JosephsonEffect1973NobelPrizeforPhysicsCompletedthegreatworkasapostgraduate!48第48頁Superconductingquantuminterferencedevice(SQUID)

ThresholdforSQUID:10-14TMagneticfieldofheart:10-10TMagneticfieldofbrain:10-13T49第49頁1986年以前超導(dǎo)研究過程1911年Onnes發(fā)覺Hg在4.2K電阻突然下降為零1933年Meissner效應(yīng)發(fā)覺1911-1932年間,以研究元素超導(dǎo)電性。Hg、Pb、Sn、In、Ta….1932-1953年，發(fā)覺了許多含有超導(dǎo)電性合金。如Pb-Bi，NbC，MoN，Mo-Re…….1953-1973年，發(fā)覺了一系列A15型超導(dǎo)體和三元系超導(dǎo)體。如Tc17KV3Si，Nb3Sn；尤其是Nb3Ga，Nb3GeTc23.2K其中1957年提出了BCS理論(1972年諾貝爾物理獎(jiǎng))1962年發(fā)覺了Josephson效應(yīng)(1973年諾貝爾物理獎(jiǎng))

50第50頁1973-1986年超導(dǎo)臨界溫度提升，停滯不前。

Tc=23.2KNb3Ge(1973年發(fā)覺)非常規(guī)超導(dǎo)體研究得到了蓬勃發(fā)展

重Fermi子超導(dǎo)體非晶態(tài)超導(dǎo)體低載流子密度超導(dǎo)體磁性超導(dǎo)體低維無機(jī)超導(dǎo)體超晶格超導(dǎo)體有機(jī)超導(dǎo)體51第51頁7.高溫氧化物超導(dǎo)體發(fā)覺1986年繆勒和柏諾茲發(fā)覺了一個(gè)成份為鋇、鑭、銅、氧陶瓷性金屬氧化物L(fēng)aBaCuO4，其臨界溫度約為35K。因?yàn)樘沾尚越饘傺趸锲胀▉碚f是絕緣物質(zhì)，所以這個(gè)發(fā)覺意義非常重大，他們?nèi)〉昧?987年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。第52頁1987年在超導(dǎo)材料探索中又有新突破，美國休斯頓大學(xué)物理學(xué)家朱經(jīng)武小組與中國科學(xué)院物理研究所趙忠賢等人先后宣告制成臨界溫度約為92K超導(dǎo)材料YBCO。1988年初，日本宣告制成臨界溫度達(dá)110KBi-Sr-Ca-Cu-O超導(dǎo)體。至此，人們終于實(shí)現(xiàn)了液氮溫區(qū)超導(dǎo)體夢(mèng)想，實(shí)現(xiàn)了科學(xué)史上重大突破。這類超導(dǎo)體因?yàn)槠渑R界溫度在液氮溫度（77K）以上，所以被稱為高溫超導(dǎo)體。第53頁1986年Müller和Bednorz發(fā)覺高溫超導(dǎo)體541987NobelPrizeforPhysics1986.1La2-xBaxCuO435K1987.2YBa2Cu3O790K1988.1Bi-Sr-Ca-Cu-O80K,110K1988.3Tl-Ba-Ca-Cu-O130K1992Hg-Ba-Ca-Cu-O135K (幾萬個(gè)大氣壓165K)第54頁DiscoveryofHTSCBednorzandMuller,Z.PhysikB64,189,(1986)-9-1155第55頁YBaCuO超導(dǎo)體微觀結(jié)構(gòu)第56頁第57頁繆勒、柏諾茲、朱經(jīng)武和趙忠賢第58頁高溫超導(dǎo)體難以用BCS理論解釋超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度Tc大大超出BCS理論極限40K;正常態(tài)非常反常（T>Tc)不符合通常金屬理論—郎道費(fèi)米液體理論高溫超導(dǎo)體是強(qiáng)關(guān)聯(lián)電子體系超導(dǎo)能隙含有強(qiáng)各向異性–d波對(duì)稱性奇怪同位素效應(yīng)：BCS理論給出：Tc∝M-

,=0.5,M為同位素質(zhì)量高溫超導(dǎo)體：~059第59頁高溫超導(dǎo)體結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)上看,是類鈣鈦礦結(jié)構(gòu),銅和氧在ab方向上形成了CuO2平面,層狀結(jié)構(gòu)特征.CuO2平面是導(dǎo)電平面,是主要.電子特征含有準(zhǔn)二維特征.有些人說:只要有CuO2平面和可移動(dòng)載流子,就必定是個(gè)超導(dǎo)體YBa2Cu3O7結(jié)構(gòu)YBaCuO面CuO鏈60第60頁高溫超導(dǎo)體是II類超導(dǎo)體La系：La2-xXxCuO4(X=Ca,Sr,Ba)(也稱214相)Y系：YBa2Cu3O7(也稱123相)，Y可用其它稀土元素替換。

稀土元素：(Sc),Y,La,Ce,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu。除Ce、Pr、Pm等以外，都能形成90K超導(dǎo)體。Bi系：有Bi2201、2212、2223等系列。Tl系：有Tl2201、2212、2223系列和Tl1201、1212、1223等系列。。Hg系：有Hg1201、1212、1223等系列。其它，如(Sr,Ca)CuO2等。61第61頁CommonstructuremodelofHTSC62第62頁63第63頁ElectronicPhaseDiagramofHTSC-9-1164第64頁SuperconductingGapFunctions(0,)(,0)(/2,/2)s-wavegapd-wavegap65第65頁贗能隙現(xiàn)象與預(yù)超導(dǎo)配對(duì)

傳統(tǒng)超導(dǎo)體

Cooper正確出現(xiàn)與建立相干性同時(shí)完成.

普通單電子高溫超導(dǎo)體Tc普通單電子CooperPairsBose-EinsteinCondensationT*Tc漲落Cooper對(duì)相干Cooper對(duì)：BEC66第66頁67第67頁8Fe基超導(dǎo)體LnO1-xFxFeAsDiscoveryoftheFeandNibasedsuperconductorsin*LaOFeP(Tc~5K):Kamihara,Y.etal.,J.Am.Chem.Soc.,128,10012.*LaONiP(Tc~3K)Watanabe,T.etal.,Inorg.Chem.

,46,771968第68頁鐵基“高溫”超導(dǎo)

年2月23日，日本科學(xué)技術(shù)振興機(jī)構(gòu)和東京工業(yè)大學(xué)聯(lián)合公布公報(bào)稱，東京工業(yè)大學(xué)教授細(xì)野秀雄研究小組合成了氟摻雜鑭氧鐵砷化合物。該化合物是一個(gè)由絕緣氧化鑭層和導(dǎo)電砷鐵層交織層疊而成結(jié)晶化合物。純粹這種物質(zhì)沒有超導(dǎo)性能，但假如把化合物中一部分氧離子被氟離子取代，它就開始表現(xiàn)出超導(dǎo)性，而且在26K（零下247攝氏度）時(shí)含有超導(dǎo)特征。

第69頁LaO1-xFxFeAs,Tc=26KY.Kamihara,TokyoInstituteofTechnology

J.Am.Chem.Soc.,

ASAPArticle,10.1021/ja800073mS0002-863(80)00073-X

WebReleaseDate:

February23,70第70頁中國小組快速跟進(jìn)！-3-3：物理所王楠林組宣告合成Tc=26KLa1-xFxFeAs給出超導(dǎo)基本性質(zhì)，Hc2(0)~60T-3-6:物理所聞?；⒔M也宣告成功！接下來：科大小組：Sm1-xFxFeAs,Tc=41K;物理所：Pr1-xFxFeAs,Tc=52KNd1-xFxFeAs,Tc=51KCe1-xFxFeAs,Tc=42K

71第71頁《科學(xué)》雜志評(píng)述：

新超導(dǎo)將中國物理學(xué)家推到最前沿4月25日，《科學(xué)》雜志在凝聚態(tài)物理專欄以“新超導(dǎo)將中國物理學(xué)家推到最前沿”為題，就中國物理學(xué)家在鐵基新超導(dǎo)研究方面主要貢獻(xiàn)發(fā)表評(píng)述。文中提到，美國普林斯頓大學(xué)理論物理學(xué)家、諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)取得者PhilipAnderson指出：“假如新超導(dǎo)體工作機(jī)制與舊不一樣，那么其意義可能愈加重大。假如它真一個(gè)全新機(jī)制，上帝才知道它將會(huì)走到何處”.72第72頁ZhejiangUniv’swork.28AprilTc=56.5K73第73頁NewHigh-TcSuperconductorsLaFeAsO,1111,56KBaFe2As2,122,38K第74頁第75頁BuildingBlocks第76頁MechanismofHTSC?揭示高溫超導(dǎo)機(jī)理=諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)發(fā)覺室溫超導(dǎo)體=諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)-9-1177第77頁NobelPrizesintheareaofSUPERCONDUCTIVITY1911Discoveryofsuperconductivity1950-1957:GLAGTheory1957BCSTheory1962JosephsonEffect1986A.MüllerandG.Bednorz:discoveryofHTSC????-9-1178第78頁超導(dǎo)體應(yīng)用1.超導(dǎo)強(qiáng)電應(yīng)用物理基礎(chǔ):（1）r=0(無焦?fàn)枱釗p耗)2）(Tc，Jc,Hc2)高如NbTi,Nb3Sn和V3Ga等超導(dǎo)線材在強(qiáng)磁場中,能負(fù)載很高臨界電流79第79頁能在大空間內(nèi)產(chǎn)生很高磁場，所需勵(lì)磁功率很小，一個(gè)10Tesla磁體只要汽車蓄電池充電即可。重量輕，體積小，穩(wěn)定性好，均勻度高（1cm范圍內(nèi)到達(dá)10-8量級(jí)），也能夠產(chǎn)生高梯度場（14T/cm）和常規(guī)磁體相比，提升效率，節(jié)約費(fèi)用。美國Janis企業(yè)14T超導(dǎo)磁體80超導(dǎo)磁體第80頁超導(dǎo)懸浮高速列車

時(shí)速達(dá)500km/hrs，安全、穩(wěn)定，為下一代交通工具.81第81頁YamanashiMaglevTestLine

日本山梨試驗(yàn)線1975年在日本宮崎建立了一條7公里長磁懸浮列車試驗(yàn)鐵路。（1997年擴(kuò)展為42.8公里）年12月2日,一輛3車廂載人列車創(chuàng)造了最大時(shí)速581km/h世界統(tǒng)計(jì).82第82頁日本磁浮列車MagLev原理每個(gè)車廂帶4個(gè)超導(dǎo)線圈,每邊各2個(gè),傳統(tǒng)超導(dǎo)材料制備,由液氦冷卻.超導(dǎo)線圈能夠產(chǎn)生5Tesla強(qiáng)磁場.超導(dǎo)線圈與導(dǎo)軌上銅線圈之間距離只有8cm.83第83頁導(dǎo)軌線圈導(dǎo)軌上有3套常規(guī)銅線圈,分別用于浮力,推進(jìn)力,和側(cè)面穩(wěn)定.84第84頁MLU002N于1993年建成，最高載人時(shí)速

411公里/小時(shí)。85第85頁高溫超導(dǎo)磁懸浮試驗(yàn)車“世紀(jì)號(hào)”“九五”期間國家863計(jì)劃項(xiàng)目.西南交通大學(xué)年12月.采取國產(chǎn)YBaCuO高溫超導(dǎo)體塊材,懸浮總重量為635千克,在長15.5米釹鐵硼永磁導(dǎo)軌上自動(dòng)運(yùn)行.“年中國高等學(xué)校十大科技進(jìn)展”，排名第2.86第86頁超導(dǎo)貯能裝置超導(dǎo)體強(qiáng)大磁場能夠貯存大量電磁能,而且能夠瞬間釋放,在軍事上有極大用處,比如作為定向能武器,或者電磁炮能量轉(zhuǎn)換裝置.87第87頁超導(dǎo)核磁共振成像當(dāng)前都采取超導(dǎo)磁體,提升分辨率.液氦冷卻!零下269度.88第88頁美國Fermi試驗(yàn)室超導(dǎo)對(duì)撞機(jī)89第89頁傳統(tǒng)電纜因?yàn)橛须娮瑁娏髅芏戎挥?00－400安培／平方厘米，高溫超導(dǎo)電纜電流密度可超出10000安培／平方厘米，傳輸容量比傳統(tǒng)電纜要高5倍左右，功率損耗僅相當(dāng)于后者40％。由云電英納負(fù)擔(dān)研制我國第一組實(shí)用型高溫超導(dǎo)電纜，于年3月23日全部完成，并于4月19日在昆明普吉變電站掛網(wǎng)試運(yùn)行成功。90電力輸送新星超導(dǎo)電纜第90頁高溫超導(dǎo)電纜北京云電英納超導(dǎo)電纜有限企業(yè)91第91頁人造小太陽:超導(dǎo)托卡-馬克

核聚變?cè)囼?yàn)裝置(EAST)

合肥董鋪科學(xué)島國家“九五”重大科學(xué)工程項(xiàng)目,投資約4億1克氘和氚碰撞聚合產(chǎn)生能量相當(dāng)于300升石油燃燒產(chǎn)生熱量；氘和氚兩種元素為海水中所富含，可謂取之不盡，用之不竭。關(guān)鍵:超導(dǎo)電磁線圈圍繞一個(gè)環(huán)形容器，把H+和電子組成等離子體限制和控制在極小空間.92第92頁國際熱核試驗(yàn)堆（ITER）計(jì)劃

1985年,前蘇聯(lián),美,歐,日提出年中國加入7方:美、俄、日、歐、中、韓、印、(加)中國宣告負(fù)擔(dān)總費(fèi)用46億歐元10分之1,即大約46億人民幣.年11月21日，ITER計(jì)劃聯(lián)合實(shí)施協(xié)定及相關(guān)文件已正式簽署。選址法國南部Cadarache年11月21日,法國巴黎總統(tǒng)府愛麗舍宮

93第93頁超導(dǎo)變壓器1.不存在常規(guī)變壓器中發(fā)燒損耗，節(jié)能潛力；

2.體積能夠降低40-60%；

3.液氮代替變壓器油，消除火災(zāi)隱患；

4.超導(dǎo)變壓器內(nèi)阻極小，能夠增大電壓可調(diào)整范圍。

教授預(yù)計(jì)，超導(dǎo)變壓器可望在5-10年內(nèi)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化.94第94頁其它強(qiáng)電應(yīng)用超導(dǎo)電機(jī)超導(dǎo)故障限流器超導(dǎo)貯能超導(dǎo)電磁推進(jìn)裝置95第95頁超導(dǎo)艦艇電磁推進(jìn)裝置超導(dǎo)體強(qiáng)電應(yīng)用:超導(dǎo)線圈產(chǎn)生強(qiáng)磁場原理:利用磁場對(duì)電流作用—洛倫茲力F=IB

BIF第96頁電磁推進(jìn)器原理

牛頓第3定律:作用力與反作用力大小相等,方向相反BIF第97頁電磁推進(jìn)優(yōu)點(diǎn)取代了傳統(tǒng)螺旋槳、軸系、減速齒輪機(jī)結(jié)構(gòu)，極大地降低了噪聲；推進(jìn)器磁體、電極等相對(duì)靜止固定裝置，不受旋轉(zhuǎn)機(jī)械極限功率限制，可制造超大功率高速艦船，理論航行速度可達(dá)100節(jié)；操船簡便靈活，改變電極電流方向和大小就能夠改變船推力方向及大?。徊季朱`活，沒有貫通大半船體傳動(dòng)軸系，可充分利用艙室攻堅(jiān)，可兼作水下電磁發(fā)射（魚雷和導(dǎo)彈），沒有了氣動(dòng)發(fā)射巨大噪聲，省去傳統(tǒng)