超導(dǎo)技術(shù)及其軍事應(yīng)用.doc

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1、超導(dǎo)技術(shù)及其軍事應(yīng)用王靜端李耀輝電阻為零超導(dǎo)技術(shù)顯奇效導(dǎo)體在溫度下降到某一值時(shí)，電阻會(huì)突然消失，這一奇妙的現(xiàn)彖叫做超導(dǎo)現(xiàn)象。它是在1911年山荷蘭物理學(xué)家昂尼斯首先發(fā)現(xiàn)的。具有超導(dǎo)性的物質(zhì)稱(chēng)Z為超導(dǎo)體。超導(dǎo)體順超導(dǎo)狀態(tài)下電阻為間水合學(xué)效有車(chē)真，可輸送大電流而不發(fā)熱、不損耗，具有高載流能力，并可長(zhǎng)時(shí)無(wú)損耗地儲(chǔ)存銀是一種超導(dǎo)金和化合物在攻應(yīng)大量的電體。后來(lái)低溫下也的研究生能以及能產(chǎn)生極強(qiáng)的磁場(chǎng)。昂尼斯發(fā)現(xiàn),各國(guó)的科學(xué)家又相繼發(fā)現(xiàn)了許多金屈、表現(xiàn)出超導(dǎo)性。1962年，止在英國(guó)劍橋大約瑟夫遜提出了超導(dǎo)效應(yīng)（亦稱(chēng)約瑟犬遜讀博士學(xué)位）的原理，超導(dǎo)技術(shù)自此開(kāi)始嶄露頭角，展現(xiàn)

2、出引人注目的前例如用超導(dǎo)材料制成的磁場(chǎng)強(qiáng)度15?20高斯的電磁體，重量只十千克，要是用銅線則有兒噸重；用超導(dǎo)材料制造的磁懸浮列,速度可達(dá)550千米/小吋,與空隧道中運(yùn)行，其速度可達(dá)民航飛機(jī)差不多；如果磁懸浮列車(chē)在1600千米/小時(shí)，比超音速飛機(jī)還快。低了提太礙度度阻幅溫Ifu大、臨利日的‘、上前美以目持續(xù)升“溫”，超導(dǎo)技術(shù)推廣有望突然變?yōu)榱銜r(shí)的溫度稱(chēng)Z為臨界溫度。山于實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)的,獲得低溫所消耗的電能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)超導(dǎo)所節(jié)省的電能，因超導(dǎo)技術(shù)的推廣。為了實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)體的大規(guī)模應(yīng)用，關(guān)鍵是高超導(dǎo)體的溫度。從1911年至1985年的75年間，利用液氮制超導(dǎo)體的臨界溫度最高只提

3、高到23.2Ko然ifu從1986年起,中等國(guó)的科學(xué)家經(jīng)過(guò)艱苦努力，相繼獲得了100K（即-173.5°C）界溫度的超導(dǎo)體，從此揭開(kāi)了超導(dǎo)體大規(guī)模應(yīng)用的序幕。用超導(dǎo)材料研制成的各種超導(dǎo)器件開(kāi)始獲得廣泛應(yīng)用。我國(guó)科學(xué)家在高溫超導(dǎo)材料研究方面從一開(kāi)始就位居世界前列，而且從80年代末期以來(lái)，我國(guó)在高溫超導(dǎo)材料的研究和應(yīng)用方面一直處于IU：界先進(jìn)水平。我國(guó)物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種材料，在-lire時(shí)會(huì)出現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象。另外在制備超導(dǎo)薄膜、量子干涉器件、金屬有機(jī)氣相沉積制膜、高溫超導(dǎo)材料的制備等許多方面都做岀了重大的貢獻(xiàn)。0前，高溫超導(dǎo)材料的應(yīng)用正朝著大電流（強(qiáng)電）、電子學(xué)（弱電

4、）和抗磁性等三個(gè)方向發(fā)展?？茖W(xué)家們止在努力尋找臨界溫度更高，其至室溫超導(dǎo)材料°一旦獲得成功，必將導(dǎo)致一場(chǎng)新的技術(shù)革命，特別是在軍事領(lǐng)域?qū)a(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，有可能使武器裝備和軍隊(duì)作戰(zhàn)樣式發(fā)生巨大的變革。小而倍“能”，軍用領(lǐng)域貢獻(xiàn)多超導(dǎo)計(jì)算機(jī)利用約瑟夫遜效應(yīng)9在約瑟夫遜結(jié)上加電源個(gè)臨界值時(shí)9絕緣層上不出現(xiàn)電壓降9此時(shí)結(jié)處超過(guò)臨界值時(shí)9結(jié)呈現(xiàn)電阻9并產(chǎn)生幾亳伏的電常態(tài)0如在結(jié)±加-—個(gè)控制極來(lái)控制通過(guò)結(jié)的電場(chǎng)9可使結(jié)在兩個(gè)工作狀態(tài)Z間轉(zhuǎn)換這就成了利用超導(dǎo)開(kāi)關(guān)可制成超導(dǎo)存儲(chǔ)器超導(dǎo)大規(guī)模集機(jī)中理想的超咼速器件O利用超導(dǎo)器件制成的超計(jì)算機(jī)相比9具有諸多優(yōu)勢(shì)■?「流某電于當(dāng)?shù)?/p>

5、;流態(tài)電導(dǎo)當(dāng)超止。算為磁關(guān)計(jì)通變加開(kāi)I普轉(zhuǎn)外導(dǎo)這為即用超，機(jī)，利的路算降或型電計(jì)壓流典成導(dǎo)微il-吋分高一是運(yùn)秒=10算機(jī)快不發(fā)熱之一，。目前快秒），這使得超導(dǎo)計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度將比目前的是功耗低，集成度高。山于電流在超導(dǎo)體中流動(dòng)行速12次方100倍。二，也不損耗，超導(dǎo)集成電路的功耗僅為硅集成電路的幾百為一般晶體管的己達(dá)到大規(guī)模集O超導(dǎo)開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)速度目前己達(dá)幾微微秒（1微分之一，因此其集成度可望做得很路的水平。另外，超導(dǎo)器件的結(jié)構(gòu)基本上可用現(xiàn)行大規(guī)模集成電路工藝制作，因而無(wú)需花費(fèi)大量的財(cái)力與人力。而口可用超導(dǎo)傳輸線來(lái)完成計(jì)算機(jī)中元器件Z間的信號(hào)傳輸。超導(dǎo)傳輸線具

6、有無(wú)損耗和低色散的特點(diǎn)。FI本ETL研究所己于1991年研制成世界上第一臺(tái)超導(dǎo)計(jì)算機(jī)。超導(dǎo)計(jì)算機(jī)的研制成功，不僅促進(jìn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，也為軍事C3I系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用展現(xiàn)了美好前景。超導(dǎo)電磁測(cè)量裝置利用導(dǎo)電磁測(cè)現(xiàn)高精度干涉儀對(duì)超量的周導(dǎo)器件裝備使測(cè)量和圍磁場(chǎng)對(duì)磁場(chǎng)極對(duì)的和的例極電磁輻電磁信如利用其敏感進(jìn)都瑟其行測(cè)能被夫遜靈敏量，靈敏度采集、處理器件制成的超導(dǎo)量子度可達(dá)10的-10次方?10的-13次方特斯拉。釆用超導(dǎo)最子干涉儀潛艇，而S.還能制成比常規(guī)手段高岀3?5個(gè)數(shù)量級(jí)。在軍事領(lǐng)域，的磁異常探測(cè)系統(tǒng)，不但可探測(cè)敵方的地雷、靈敏度極高的磁性水雷。超導(dǎo)紅外-亳米

7、波探測(cè)器但特個(gè)利測(cè)器利用敏度電信磁波用超導(dǎo)器裝備平臺(tái)“超導(dǎo)器件可制成靈敏度的超導(dǎo)紅外-高，可探測(cè)10的T6次方特斯拉的磁隹號(hào)，而且還具有頻帶寬的特點(diǎn)。其探頻譜，填補(bǔ)了現(xiàn)有探測(cè)器不能探測(cè)亞器件還可制成大型紅外聚焦陣列探測(cè)隊(duì)形,必將極大地提高部隊(duì)的電子偵畢露”。毫米波探測(cè)器。它不I號(hào)和10的T5次方伏測(cè)范圍幾乎可覆蓋整亳米波頻段的空白。器。如果用這些探察能力，并讓隱身武大功率發(fā)動(dòng)機(jī)超導(dǎo)磁體能產(chǎn)生數(shù)萬(wàn)至十幾萬(wàn)高斯的強(qiáng)紘功率發(fā)動(dòng)機(jī)。超導(dǎo)發(fā)動(dòng)機(jī)具有儲(chǔ)能大、損耗小特點(diǎn)，能用來(lái)驅(qū)動(dòng)飛機(jī)、輪船、潛艇和魚(yú)雷等已在研制兒百至1千兆瓦的超導(dǎo)發(fā)電機(jī)，將用匚器）、空中指揮所和預(yù)警機(jī)。超

8、導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)場(chǎng)，可用它制成大、重量輕、體