超導(dǎo)材料研究畢業(yè)論文.doc

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1、四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）超導(dǎo)材料研究畢業(yè)論文目錄摘要IABSTRACTII目錄III第一章前言1第二章超導(dǎo)發(fā)展歷程32.1超導(dǎo)的發(fā)現(xiàn)32.1.1超導(dǎo)物理之父—?？恕た┝帧ぐ簝?nèi)斯32.1.2液化氦氣成功為超導(dǎo)的發(fā)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)32.1.3首次發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)42.1.4零電阻效應(yīng)的證實42.2超導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展歷程52.2.1BCS理論的發(fā)現(xiàn)與證實52.2.2高溫超導(dǎo)材料的發(fā)展6第三章超導(dǎo)微觀機(jī)制73.1超導(dǎo)特性73.1.1零電阻效應(yīng)73.1.2邁斯納效應(yīng)73.1.3約瑟夫森效應(yīng)83.2超導(dǎo)的三個臨界參量93.2.1超導(dǎo)材料的臨界溫度93.2.2超導(dǎo)材料的臨界磁場113.2.3超導(dǎo)材料的臨界電流

2、113.3低溫超導(dǎo)的微觀機(jī)制123.3.1二流體模型123.3.2同位素效應(yīng)123.3.3庫珀對13四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）3.3.4BCS理論143.3.5倫敦方程163.4高溫超導(dǎo)體163.4.1高溫超導(dǎo)體材料特性163.4.2高溫超導(dǎo)機(jī)制17第四章超導(dǎo)材料簡介194.1超導(dǎo)體的分類194.1.1超導(dǎo)界面能分類194.1.2超導(dǎo)的化學(xué)成分分類204.1.3超導(dǎo)臨界溫度分類214.2高溫超導(dǎo)材料的制備工藝214.2.1薄膜224.2.2厚膜224.2.3線材、帶材224.2.4塊材234.3部分超導(dǎo)材料簡介234.3.1碳60（）234.3.2二硼化鎂()23第五章超導(dǎo)技術(shù)的應(yīng)

3、用245.1超導(dǎo)技術(shù)在強(qiáng)電中的應(yīng)用245.1.1超導(dǎo)在電力傳輸中的應(yīng)用245.1.2超導(dǎo)發(fā)電機(jī)255.1.3超導(dǎo)變壓器265.1.4超導(dǎo)限流器275.2超導(dǎo)材料在弱電中的應(yīng)用275.2.1無損檢測275.2.2超導(dǎo)微波器件在移動通信中的應(yīng)用285.2.3超導(dǎo)探測器285.2.4超導(dǎo)計算機(jī)285.3超導(dǎo)技術(shù)在交通運(yùn)輸中的應(yīng)用285.3.1超導(dǎo)磁懸浮列車29四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）5.3.2超導(dǎo)軸承295.4超導(dǎo)儲能技術(shù)29第六章結(jié)論32參考文獻(xiàn)34文獻(xiàn)綜述36四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）第一章前言自從1911年卡末林—昂內(nèi)斯發(fā)現(xiàn)了低溫超導(dǎo)體（汞溫度4.2K以下電阻突然消失）以來，1

4、00年已經(jīng)過去。人類對超導(dǎo)理論（或微觀機(jī)理）以及超導(dǎo)技術(shù)應(yīng)用的研究始終保持著高度熱情。高溫超導(dǎo)問題，一直以來既是物理上令人感興趣的問題之一，也是從超導(dǎo)技術(shù)應(yīng)用來講潛在的極其重要的難題之一。著名科學(xué)家馬梯阿斯曾經(jīng)斷言：“如果在常溫下能夠?qū)崿F(xiàn)超導(dǎo)，那么現(xiàn)代文明的一切技術(shù)都將發(fā)生變化?！背瑢?dǎo)技術(shù)的發(fā)展史大致可以分為三個階段。第一階段：1911年低溫超導(dǎo)現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)到1957年低溫超導(dǎo)微觀理論被發(fā)現(xiàn)。這一階段是人類對超導(dǎo)電性的基本認(rèn)知階段。1957年由巴丁、庫珀、施里弗共同發(fā)現(xiàn)的低溫超導(dǎo)理論（也可稱為常規(guī)超導(dǎo)理論），該理論的核心是提出了庫珀電子對概念。1972年巴丁、庫珀、施里弗三人因此獲得諾

5、貝爾物理學(xué)獎。這是人類對超導(dǎo)電性的基礎(chǔ)認(rèn)識階段。第二階段：從1958年到1985年，在這一階段人類進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)了低溫超導(dǎo)材料的眾多特性為超導(dǎo)技術(shù)的應(yīng)用做好了充分的準(zhǔn)備。1961年賈埃瓦通過實驗證明了BCS理論，并測量到零電壓超導(dǎo)電流。1962年約瑟夫遜在著名科學(xué)家安德森的指導(dǎo)下發(fā)現(xiàn)了約瑟夫遜效應(yīng)（隧道效應(yīng)）。這一階段的發(fā)現(xiàn)拓展了超導(dǎo)的應(yīng)用范圍。第三階段：1986年發(fā)現(xiàn)了轉(zhuǎn)變溫度高于30K的超導(dǎo)材料（鋇鑭銅氧化物）后，人們逐步轉(zhuǎn)入高溫超導(dǎo)技術(shù)開發(fā)時代。在這一階段人類對高溫超導(dǎo)機(jī)制的認(rèn)識及理論上的進(jìn)步也相伴而生。到目前為止，高溫超導(dǎo)材料已經(jīng)發(fā)展了三十多年，但對高溫超導(dǎo)問題仍眾說紛紜，高溫超

6、導(dǎo)理論仍還在探討。改革開放以來我國社會主義市場經(jīng)濟(jì)體制逐步建立，綜合國力日益增強(qiáng)，人民生活水平大大提高，然而在這快速發(fā)展的同時一些深層次的矛盾與問題日益積累和加深，致使我國的可持續(xù)發(fā)展面臨著諸多困境。一、一次能源資源面臨枯竭，相關(guān)要素資源嚴(yán)重短缺。目前我國探明可開采的石油儲量約21億噸預(yù)計還可開采11.3年，煤炭1145億噸預(yù)計還可開采45年，天然氣1.88萬億立方米預(yù)計還可開采27.2年（數(shù)據(jù)來源：BP世界能源統(tǒng)計2008）。二、資源消耗過大，環(huán)境嚴(yán)重惡化，面臨巨大的溫室氣體減排壓力?？茖W(xué)觀測表明，地球大氣中二氧化碳的濃度已從工業(yè)革命前的280ppm（280毫升/立方米）上升到了2

7、008年的386ppm[1]四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）。以上的數(shù)據(jù)表明我國（乃至全球）要實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展必須走低能高效之路，一方面最大限度地提高能源特別是不可再生能源的終端利用效率，另一方面大力開發(fā)利用新能源，尋找滿足我國能源需求的終極解決途徑。中國南方電力公司副總經(jīng)理肖鵬曾在《中國電力工業(yè)變革與發(fā)展的戰(zhàn)略選擇》中強(qiáng)調(diào)要高度重視并加快高溫超導(dǎo)技術(shù)的研發(fā)利用。他指出：高溫超導(dǎo)技術(shù)是21世紀(jì)有可能為電力工業(yè)帶來革命性變化的唯一高科技儲備，也是未來新能源變革的重