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1、先進難焊材料的連接--高溫超導材料焊接性研究姓名:李杰班級:成型102207H學號:201022020711高溫超導材料焊接性研究??摘要：簡要介紹了高溫超導材料及其發(fā)展歷史，對超導材料的發(fā)展現(xiàn)狀和用途進行說明，對目前超導材料的主要研制方法進行了分析。?關鍵詞：超導材料??研究進展??高溫???應用?一、?高溫超導材料的發(fā)展歷史?高溫超導材料一般是指臨界溫度在絕對溫度77K以上、電阻接近零的超導材料，通常可以在廉價的液氮（77K）制冷環(huán)境中使用，主要分為兩種：釔鋇銅氧（YBCO）和鉍鍶鈣銅氧(BSCCO)。釔鋇銅氧一般用于制備超導薄膜，應用在電子
2、、通信等領域；鉍鍶鈣銅氧主要用于線材的制造。?1911年，荷蘭萊頓大學的卡末林·昂尼斯意外地發(fā)現(xiàn)，將汞冷卻到-268.98°C時，汞的電阻突然消失；后來他又發(fā)現(xiàn)許多金屬和合金都具有與上述汞相類似的低溫下失去電阻的特性，由于它的特殊導電性能，卡末林·昂尼斯稱之為超導態(tài)，他也因此獲得了1913年諾貝爾獎。?1933年，荷蘭的邁斯納和奧森菲爾德共同發(fā)現(xiàn)了超導體的另一個極為重要的性質(zhì)，當金屬處在超導狀態(tài)時，這一超導體內(nèi)的磁感應強度為零，卻把原來存在于體內(nèi)的磁場排擠出去。對單晶錫球進行實驗發(fā)現(xiàn)：錫球過渡到超導狀態(tài)時，錫球周圍的磁場突然發(fā)生變化，磁力線似乎一
3、下子被排斥到超導體之外去了，人們將這種現(xiàn)象稱之為“邁斯納效應”。?自卡麥林·昂尼斯發(fā)現(xiàn)汞在4.2K附近的超導電性以來，人們發(fā)現(xiàn)的新超導材料幾乎遍布整個元素周期表，從輕元素硼、鋰到過渡重金屬鈾系列等。超導材料的最初研究多集中在元素、合金、過渡金屬碳化物和氮化物等方面。至1973年，發(fā)現(xiàn)了一系列A15型超導體和三元系超導體，如Nb3Sn、V3Ga、Nb3Ge，其中Nb3Ge超導體的臨界轉變溫度(Tc)值達到23.2K。以上超導材料要用液氦做致冷劑才能呈現(xiàn)超導態(tài)，因而在應用上受到很大限制。1986年，德國科學家柏諾茲和瑞士科學家穆勒發(fā)現(xiàn)了新的金屬氧化物
4、超導材料即鋇鑭銅氧化物(La-BaCuO)，其Tc為35K，第一次實現(xiàn)了液氮溫區(qū)的高溫超導。銅酸鹽高溫超導體的發(fā)現(xiàn)是超導材料研究上的一次重大突破，打開了混合金屬氧化物超導體的研究方向。1987年初，中、美科學家各自發(fā)現(xiàn)臨界溫度大于90K的YBacuO超導體，已高于液氮溫度(77K)，高溫超導材料研究獲得重大進展。后來法國的米切爾發(fā)現(xiàn)了第三類高溫超導體BisrCuO，再后來又有人將Ca摻人其中，得到Bis尤aCuO超導體，首次使氧化物超導體的零電阻溫度突破100K大關。1988年，美國的荷曼和盛正直等人又發(fā)現(xiàn)了T1系高溫超導體，將超導臨界溫度提高到
5、當時公認的最高記錄125K。瑞士蘇黎世的希林等發(fā)現(xiàn)在HgBaCaCuO超導體中，臨界轉變溫度大約為133K，使高溫超導臨界溫度取得新的突破。?二、?高溫超導體的發(fā)展現(xiàn)狀?目前，高溫超導材料指的是：釔系(92?K)、鉍系(110?K)、鉈系(125?K)和汞系(135?K)以及2001年1月發(fā)現(xiàn)的新型超導體二硼化鎂(39?K)。其中最有實用價值的是鉍系、釔系(YBCO)和二硼化鎂(MgB2)。氧化物高溫超導材料是以銅氧化物為組分的具有鈣鈦礦層狀結構的復雜物質(zhì)，在正常態(tài)它們都是不良導體。同低溫超導體相比，高溫超導材料具有明顯的各向異性，在垂直和平行于
6、銅氧結構層方向上的物理性質(zhì)差別很大。高溫超導體屬于非理想的第II類超導體。且具有比低溫超導體更高的臨界磁場和臨界電流，因此是更接近于實用的超導材料。特別是在低溫下的性能比傳統(tǒng)超導體高得多。?高溫超導材料已進入實用化的研究開發(fā)階段，氧化物復合超導材料的耐用(robustness)?和穩(wěn)定性已引起材料科學家的廣泛重視。?由于高溫超導薄膜材料較早進入電子學器件的應用領域，很多學者做了薄膜材料與環(huán)境相關的穩(wěn)定性和壽命研究工作。浸泡實驗是一種常用的方法：在不同試劑?(水、酒精和丙酮等)、不同氣氛(干氮、濕氮和流動氧等)中做周期循環(huán)和熱時效疲勞試驗。研究表明
7、，?超導電性的退化主要來自于雜相?(第二相)?及時效過程中的析出相。美國西北大學的Mirkin建議把在其它材料中應用已十分廣泛的分子單層表面化學改性(又稱“自裝配，Self?assembly”)?引入到高溫超導銅氧化合物中來。例如用有機物對YBCO表面進行分子單層表面改性，以此改善薄膜對環(huán)境的敏感性。?高溫超導帶材以鉍鍶鈣銅氧(BSCCO/2223)系為第一代帶材，它以優(yōu)良的可加工性而得到了廣泛的開發(fā)，并在超導強電應用領域占據(jù)重要位置。但鉍系材料的實用臨界電流密度較低，并且在77?K的應用磁場也很低。相反，YBCO材料在77?K的超導電性遠優(yōu)于B
8、SCCO材料；然而它的可加工性卻極差，傳統(tǒng)的壓力加工和熱處理工藝難以做出超導性好的帶材。?近年來隨著材料科學工藝技術的發(fā)展，一種在軋制?
