超导材料范文精选

超导是超导电性的简称,是指某些物体当温度下降至一定温度时,电阻突然趋近于零的现象。具有这种特性的材料称为超导材料.自超导发现至今,超导的研究和超导材料的研制已迅速发展,超导的临界温度已从开始的几开升至几十开甚至一百多开。但人们相信,随着超导材料临界温度的提高和材料加工技术的发展,它将会在许多高科技领域获

得重要应用。

关键词:超导,超导材料,临界温度

超导是超导电性的简称,是指某些物体当温度下降至一定温度时,电阻突然趋近于零的现象。具有这种特性的材料称为超导材料.自超导发现至今,超导的研究和超导材料的研制已迅速发展,超导的临界温度已从开始的几开升至几十开甚至一百多开;而且超导材料的物质结构及性质已逐渐研究清楚。以液态氮温度下低温超导材料的研究与发展获得了成功,且已实现商品化,在医疗、电子输送、运输等方面获得应用;高温超导材料的发现,是最近几十年来物理学及材料科学领域中的重大突破之一,已引起全世界广泛关注,各国众多科学工作者参与超导的研究与发展工作,人们将很快会感受到它给社会带来的巨大变革。

1 超导材料的研究进展

1911年一个叫昂尼斯的荷兰物理学家做了一个试验,他把水银冷却到-40℃时,亮晶晶的液体水银像“结冰”一样变成了固体,然后,他把水银拉成细丝,并继续降低温度,同时测量不同温度下固体水银的电阻。当他把温度降到绝对温度4K(相当于-269℃)时,一个奇怪的现象出现了,即水银的电阻突然变成了零。这个奇怪现象不仅昂尼斯自己很感意外,而且轰动了物理学界,后来科学家把这个现象叫超导现象,把电阻等于零的材料叫超导材料。昂尼斯和许多科学家后来又发现了28种超导元素和8000多种超导化合物。但出现超导现象时的温度大都接近绝对零度,也就是-273℃的极低温,没有太大的实用可能性和经济价值。为了寻找可在比较高的温度下有超导现象的材料,世界上无数科学家为之奋斗了近60年,直到1973年,英美一些科学家才找到一种在23K(-25O℃)温度出现超导现象的铌-锗合金。此后这一纪录又保持了10多年。参考。在无数人为寻找在高温下有超导现象的材料时,幸运的贝特诺茨和缪勒在瑞士国际商用公司实验室工作时,终于发现一种镧铜钡氧陶瓷材料在43K(-230℃)的较高温度下出现了超导现象,前联邦德国人贝特诺茨和美国人缪勒立即成了在科学界引起轰动的新闻人物。为此,他们获得1987年的诺贝尔物理学奖。此后,美籍华人学者朱经武、中国物理学家赵忠贤领导的研究小组相继发现了在98K(-175℃)和78.5K(-194.5℃)有超导现象的超导材料。更令人振奋的是,美国和日本等科学家在1991年又发现了球状碳分子碳60在掺入钾、铯、钕等元素后,也有超导性。参考。有些科学家预测,球状分子碳60经过掺金属后,将来有可能在室温下出现超导现象,那时,超导材料就有可能像半导体材料一样,在世界引起一场工业革命和科技革命。

2超导材料的主要特性

2.1 零电阻效应

“MgB2是近几年发展起来的一种新的超导材料，它在应用上很有潜力，有可能发展成为新的实用超导材料。一旦其在医用核磁共振成像等应用领域，在加速器等重要科学工程领域成为新的实用材料，这将有重大的经济价值和技术优越性。它也将给超导电子器件的研制和应用带来新的发展机会。”

谈到二硼化镁(MgB2)，北京大学物理系甘子钊院士如是说。在诸多超导材料中，MgB2仿若远天的耀眼星光，吸引着越来越多研究者的目光。北京大学物理系就一直走在这一研究的前列。

前奏，向国际前沿行注目礼

二硼化镁，这个在超导技术领域还很年轻的词汇，在其他技术领域，却已有半个多世纪的历史了。早在上世纪50年代，国外就已经开始了对其进行商品化的进程。

2001年1月10日，日本青山学院秋光纯教授等宣布该科研组发现了金属间化合物MgB2属于超导体，且其超导转变温度(Tc)高达39K。这-Tc值超出了BCS超导理论预言的超导材料的最高值。可以说，它是目前除了氧化物陶瓷高温超导体外，具有大范围应用前景的Tc值最高的超导体，其超导机理仍是以电子一声子相互作用为主的BCS理论。

2002年下半年，美国宾州州立大学教授、美籍华人郗小星博士及其合作者又率先提出了混合物理化学气相沉积方法，并利用该方法制成了当时世界上最好的干净极限MgB2超导薄膜，一举赢得了国际学术界的公认。

消息传来，引起了甘子钊院士的思考。“国家和人民拿出经费来支持科学事业，我们就应该踏踏实实地做出点成绩，要对得起他们的信任。”在科研项目面前，甘子钊院士总是保持着兢兢业业的态度，而这也在很大程度上影响了自2000年1月便开始MgB2超导研究的冯庆荣教授。在甘院士的大力支持下，北京大学于2003年年底成立了以冯庆荣教授为首的研究组，努力开发具有自主知识产权的MgB2相关技术。

当然，他们的决定，不是一时热血沸腾的冲动，也不是盲目的跟风。透过国际上该项研究的崛起，人们发现MgB2不仅是迄今为止第一个明确有两个能隙的超导体，更为振奋的是，如果深入研究其超导机理，还可以发现不少值得探索的新路径，包括维度问题、多声子作用问题、非线性问题，带间耦合特性问题等等，是一个很有价值的基础研究领域。而纵观之下，也不难发现MgB2超导体具有一些独特的优势。

摘 要 文章介绍了超导材料在电力、交通、医学方面的应用，并对国内外超导材料的发展情况做了简要说明，对其应用前景作了展望。

关键词 超导材料 应用 发展 展望

中图分类号：O511.9 文献标识码：A

0前言

超导材料是指在低于特定的温度时，电阻为零的材料，它具有零电阻性，完全抗磁性，宏观粒子效应等特征。自1911年荷兰物理学家Kamerling Onnes发现超导现象以来，超导材料的发展迅速，并在电力、交通、医疗等方面相继得以应用。尽管超导材料的使用还未普及，但超导技术及材料的普及必将引起一次新的工业革命。

1超导材料应用

1.1超导材料在电力技术中的应用

当今，电已经成为人们生活及社会生产等不可或缺的一方面。如何提高超导电力技术作为一种高效节能的供电方式，被美国能源部誉为“21世纪电力工业唯一的高新技术”。超导技术的研究为我们研究电力开辟了一条新的道路。

【摘要】导向套在机构中承担导向的作用，同时还需具备高耐磨性。加工材料超硬，高精度，是导向套共有的特性。故此，在加工中困难重重。

【关键词】加工方法

下图是某高速冲床一导向套的图样。

一、图样分析

1.导向套有一通槽，16mm宽，其二是内孔有一键槽，10mm宽。此二槽的存在，内孔与外圆在精加工磨削中，一是会崩碎砂轮，二是尺寸不能保证。在粗精磨之前，用线切割机床割0.18-0.2mm缝隙。

2.材料硬度要热处理到HRC60-65，从机械加工的角度说，属于超硬材料。磨削时只能用氧化铬或金刚石砂轮；其次，内孔直径只有90mm，深有135mm，砂轮轴的刚性明显不足，故磨削时会出现振动，在内孔的出口和进口处出现“让刀”现象，从而无法保证内孔0.015mm的椭圆度要求。

3.内孔与外圆有0.012mm同轴度要求，夹具要求高，且在磨削中夹紧力只能施加于轴向方向，径向力为零，同时，磨削过程中切削力和切削热的综合作用，只能先精磨外圆，依外圆磨削的实际尺寸，夹具的内孔首先在磨床上完成，与导向套外圆的间隙控制在0.08-0.01mm范围内，装夹则利用导向套自身的4个M6的螺钉过孔来完成。

4.通槽、键槽与内孔轴线的对称度0.012mm，利用慢走丝机床来控制，安排在内外圆精加工之后。

摘要： 设计含超导一维光子晶体量子阱[（CD）m（AB）n（CD）m]，利用超导材料的温控折射率的动态可调性，并考虑虑材料的热光效应和热膨胀效应，采用传输矩阵法计算了透射谱，分析了温度对隧穿模的调控特性。结果表明，随着温度的升高，隧穿模发生红移，并且品质因数降低。这些特性对多通道光滤波器的设计具有一定的指导意义。

关键词 ：含超导光子晶体量子阱；传输矩阵法；透射谱；品质因素

中图分类号：0734 文献标示码：A 文章编号：1009-3044（2015）06-0257-02

Temperature Properties of Tunneling Modes of Photonic Crystal Quantum Well Containing Superconducting Material

YAO Ying-bo

（College of Communication and Electronic Engineering， Hunan City University， Yiyang 413000， China）

Abstract：The crystals quantum well， containing superconducting material， was designed， using of superconducting material dynamic adjustable temperature control index of refraction， and considering about the heat photosynthetic efficiency with thermal expansion effect， using the transfer matrix method， the transmission spectrum was calculated， and the temperature controlling characteristics of tunneling modes is analyzed. The results show that the tunneling modes are red-shifted with the temperature increasing， and the quality factor is lowered. The results have a certain reference value for design of multi-channel photonic filter.

Key words：containing superconducting photon crystal quantum well； transfer matrix method； transmission spectrum； quality factor

【摘 要】超导现象的的基本理论目前还处于不完备的状态，现有理论尚不能彻底的解释超导现象的产生原因。一般认为材料的温度达到临界温度以下时，由于材料晶格点阵的热振动对载流子传导的干扰效应在低温下被削弱，电流的传导过程中的能量损失小到几乎可以忽略不计，此时超导现象产生。

【关键词】超导；热膨胀；电子轨道；能量损失

1.背景介绍

超导现象的发现是二十世纪科学界的最伟大的发现之一。当材料的温度降到临界温度Tc以下时，它的电阻会变为零。零电阻现象的产生具有很大的实用意义，当材料达到超导态之后，它所传导的电流的能量损失变为零，如果远距离输电采用超导材料作为导线的话，可以采用较低的输电电压以避免高压输电所带来的安全隐患[1]。

目前超导材料的转变温度已经从金属汞的4.2K提高到了钇钡铜氧超导材料的液氮温度附近，但是对于实际应用来说，这个温度还是很低。对于超导现象的机理来说，目前被认可最多的是1957年由Bardeen，Cooper和Schrieffrer等提出的BCS理论[2]，该理论在一定程度上揭示了超导现象的产生机理，但是该理论也有较大的局限性，目前尚有许多关于超导材料的问题不能利用BCS理论来解释。

2.理论分析

与温度相关的材料的物理参数除了电阻之外，热膨胀系数也是一个常见的参数，当温度升高时，材料晶格内的点阵振动幅度增大，材料的体积增大。同时，由于点阵振动幅度的增大，载流子在电场的驱动下的运动受到更大程度的影响，所以材料的电阻增大。

按照以上理论推断，当温度达到0K时，晶格中点阵的振动完全停止，此时晶格振动对载流子传递的影响减弱为零，此时电阻的大小变为零。但是这与超导材料临界温度存在的现象并不一致，因为按照晶格振动影响载流子传递所产生电阻的理论，电阻应该会随着温度的下降而下降，直到温度降为0K时才降为0。但是材料的超导态是在温度降到低于临界温度之后突然达到的，所以说，材料超导的临界温度的达到并不能完全利用晶格振动对材料中电子传播的阻碍作用来解释。

各位领导、各位来宾，各位朋友：

大家好！

今天，我们在这里隆重集会，共庆商贸公司分店举行开业典礼。商贸公司分店的开业，标志着首家标准化的大型超市正式入驻我镇。这是我镇努力扩大招商引资、全面推进商贸流通现代化的又一喜事。这必将进一步加快以“聚集人气、营造商机”为主题的“谷西南商贸中心”的打造步伐。在此，我代表镇委、镇人大、镇政府对商贸公司分店的开业表示热烈的祝贺！向参加今天开业庆典的各位领导、各位来宾、各位朋友表示诚挚的欢迎！

商贸公司分店是由商贸公司投资100多万打造的大型现代化综合超市，营业面积近2000平方米，是我镇目前规模最大的综合商场。该超市地处镇中心地段，交通便捷、人气旺盛、商气浓厚；商场配套设施完善，装璜精美，格调高雅，布局合理。商贸公司分店的开业，标志着我镇商贸流通业的经营档次和经营规模跃上了一个新台阶。同时商贸公司分店的建成，还扩大就业，已安排了农村劳力和下岗职工达50余名。

商贸公司看好我镇、投资我镇，这是我们的荣幸。为谋求我镇经济的跨越式发展，镇委、镇政府历来重视招商引资工作，把招商引资作为经济发展的重头戏来抓，制定了招商引资的若干优惠政策。“你发财、我发展”是我们的理念，“使外来投资者发财”是我们义不容辞的责任。近年来，我们一直致力于优化经济环境，致力于为外来投资者营造一个清正廉明的政治环境、稳定成熟的政策环境、健康向上的人文环境、诚信法制的市场环境，真正使投资者能够安心创业，能够全身心地融入我镇经济和社会发展的大潮之中。

我们相信，商贸公司的到来一定会为我镇人民带来优质的商品、优良的服务，给我镇的商贸流通业注入新的活力。“栽好梧桐树，引得凤凰来”，我们愿意为所有到我镇来投资的客商服好务，为企业的发展创造一个宽松和谐的经营环境。我们期待，商贸公司以一流的管理、一流的服务、一流的信誉在我镇树起良好的商贸企业形象，成为我镇有品味、有档次、有影响、有效益的一流商业企业。我们也衷心希望商贸公司合法经营，诚实守信，为我镇人民带来实惠、优质的商品，为繁荣我镇经济作出贡献。

最后，衷心祝愿商贸公司分店开业大吉，生意兴隆，财源广进。

今年暑假，我有幸去了一次有意义的“社会实践”活动，在xxx市象山南路洪客隆促销卡夫果珍。总结这十天以来的工作，我知道了在外兼职并不是一份轻松的差事，虽然每天除去吃饭时间只工作4.5个小时，但还是让我体会到了工作的艰辛，赚钱的不易。以及在超市的促销过程中发现，尽管卖的只是一袋食品，还是发现社会的贫富差异巨大，以及人们的素质差异。还让我感到超市这段期间二楼虽然在装修，应该是比较混乱的，却依然有着严格的管理系统。

现在从头说起，7月30日在同学的介绍下来到卡夫果珍公司面试促销员，在询问热心门卫大叔后知道在11楼，于是打起精神，坐上电梯，希望带着好的精神面貌去面试。刚下电梯，门都是锁着的，并且现在时间还早，约定的时间是下午2：30。于是决定等到约定时间前再进去。几分钟后，另外3个女生从电梯出来，得知是共同面试的。于是一起进去，发现给我们面试的万姐还没到上班时间。于是我们4人坐在一旁的办公桌等待万姐。不一会，竟又来了好几人。大约加起来有10个左右。

开始面试了，万姐逐个让我们进行自我介绍，包括工作经历以及如何进行促销。我在08年暑假是有过一次促销经历的，恰好是卖雀巢橙C，与卡夫果珍是竞争对手。由于之前已有过几次促销经历，并且得知万姐喜欢声音大的女生，于是悄悄将声音提高好几分贝，并且自我介绍起来挺自信的。将自己的工作经历说出来，强调当初的卖点是雀巢与KFC合作的，这样容易招染顾客。告诉顾客雀巢橙C在KFC也有卖的，却要好几元钱一杯。而自己买来冲的经济实惠，并且可以掌握浓淡，自己冲调安全放心，以及夏天补充维生素C等常用果珍促销手法。并且现在在搞特价活动还有小礼品赠送。其他人虽然没做过果珍的促销，却也是各有特色，有做过食品的，有做过化妆品的。都是一些能说会道的女孩子。

看得出来，万姐对我还是比较满意的，于是让我选了个离家较近的象南洪克隆。再挑选了几个女孩子。其他人则等待8月8日王子饼干的促销或者是未选上。期间3点半又来了几个女生，竟然是迟到的。其实，遵守约定时间对于面试成功那是非常重要的。下午经过培训，7月31日去看下现任促销怎么做的，经过交接，8月1日就能正式上岗了。原定是工作1个月的。为何只有十天后文交代。

接下来开始培训了，万姐让我们准备笔和纸，她报卖点，我们记下来。掌握了一些产品信息以及卖点我们开始背诵了，“卡夫果珍魔幻世界让孩子爱上喝水，欢迎免费品尝卡夫果珍。现在搞特价啦，原价14.4现价12.9，里面是20条独立包装，冲调方便，夏天多喝果珍帮助孩子多喝水，补充维生素C，老少皆宜，老人家喝促进人体对铁和钙的吸收。并且采用最新碱糖技术，糖尿病人也可以喝现在还送一个价值2-3元的魔幻喷水器等等”这些就是一些基本叫卖了。顺利通过后。回到家准备明天的交接了。

由于骑车比较方便，于是31日晚上来到洪克隆，这里最近开始装修。感觉超市比较混乱，找卡夫的堆头找了一圈，发现摆在角落的冰柜边上。由于是晚上，人还是比较多的。现任的促销员正在忙着绑礼品。和她打过招呼后2人随便聊了聊。发现竟然是同一所学校，只不过她在继院。并且是即将面临毕业的大四学姐，还是住在同一栋楼（她住4楼，我住1楼）。他是江苏人，今年暑假没有回家，与同学合租了房子在南昌打工。一个人在外一定不容易，觉得她挺厉害也挺不容易的。熟悉了下地理位置就能安心回家准备明天的工作了。

1日下午，提早十分钟到达，开始冲调免品，以前在雀巢是导购阿姨冲好了浓度的，这次轮到自己冲了，平时也不爱喝这个，大姐又说不要放太多粉，后来才知道冲的是多么的淡。品尝的顾客都说很酸，有经验后，基本能掌握冲调的浓度了。发现免品的口感对于销量实在是很重要，所以为什么说产品的品质最重要呢？如果东西不好喝，没喝过的人完全不会考虑去买，甚至喝过人说这是柠檬味的吧（其实免品做的都是甜橙，只不过冲的很淡所以好酸）如果产品口感不错，就可以吸引顾客购买的欲望，再加上介绍，赠送的小礼品，搞特价活动，以及对人体的好处，一些年轻家长都比较容易购买。对于最难卖的是那种老人家带着小孙子逛超市的，用另外一个促销员的话说，老人家都是“铁石心肠”。当然也有例外。只能说老人家都比较会过生活，并且十多元钱一包的东西他们还是觉得挺贵的。当然也有例外的。所以我们的消费群体主要针对一些儿童以及一些年轻人。

在屡战屡败，重新再战后，大约看得出哪些人可能购买或根本不会购买，在人多的时候就能选择购买几率大的人介绍。然而超市二楼在装修，所以东西摆在一楼显然是放不下的，于是在这么一个大超市竟然找不到很多东西。这无疑影响了超市的客流量。尤其在工作日的时候，到了晚上，人依旧是少的可怜，2、3分钟也就推过来一辆购物车。耍进口才和尽量的保持亲和力后，每天的销量却只能维持十多袋，显然是跟不上销量的，最多的一次也就8月9日卖了将近30袋。于是公司开会决定，停掉销量不好的几个超市的促销活动。

摘 要：综合物性测量系统（PPMS）提供材料应变测试中的低温和强磁场环境条件，加上应变计就可以实现超导材料在1.9-300 K背景下可靠的应变测量，此方法简便、经济、实用。实验采用铜、铁等材料对应变测量系统进行了标定，并用此方法对Bi2223超导带材的应变特性进行了研究。

关键词：综合物性测量系统 应变片 低温 超导带材

中图分类号：O348 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）03（c）-0105-02

美国Quantum Design公司的综合物性测量系统（Physics Property Measurement System，PPMS）提供了一个可以完美控制的低温和强磁场（1.9～300K，0～9T）平台，对于绝大多数常规实验项目，PPMS已经设计好了全自动的测量软件、具有标准测量功能以硬件，如电阻率、磁阻、微分电阻、霍尔系数、伏安特性、临界电流、磁滞回线、比热、热磁曲线、热电效应、塞贝克系数和热导率等等。这些测量方法的可靠性和便捷性在过去的十几年中已经得到世界科学界的认可。

应变是材料和结构设计中一个非常重要的物理参数，超导材料易脆的材料特性和极端的应用条件决定了应变测量在其实际应用中的必要性。现在常规环境下应变测量设备及方法已经发展的极为成熟并得到了广泛的应用，但对于极端条件（如低温、强磁场环境）下的应变测量目前尚欠缺一个令人满意地解决方案，现有的如中子衍射等方案设备昂贵，难以做到普及应用。尤其是目前超导材料相关领域蓬勃发展，其应用的极端条件对应变测量的要求更加迫切。用应变计进行应变测量是非常成熟的测量方法，可以满足在各种复杂环境下（如高、低温、高速旋转、强磁场等环境）的测量要求，并且具有较好的稳定性和令人满意的测量精度。利用应变计测量方法配合PPMS的良好兼容性可以很好地实现应变的简易测量，具有经济适用的特点。

本文通过整合PPMS和应变计的特点，实现了材料在低温、强磁场背景下的应变测量。文中针对低温对应变片的影响在该仪器环境下做了标定，并得出了应变片在该条件下温度补偿[1-3]的统计规律。

1 实验方法及原理

本实验选用中航电测公司生产的卡玛箔式应变片，为适应在PPMS较小的样品腔中测量，我们选用的应变片型号为：BB（BAB）300-1AA-W250（11），灵敏度系数为K=1.87±1%，敏感栅尺寸为：1.1×1.0 mm。贴片胶水采用环氧树脂。

【摘要】 超材料（Metamaterial）是指一类具有特殊性质的人造材料，其由肉眼可见的周期或非周期结构构成。本文主要介绍超材料技术的演进情况，结合超材料相关的专利申请数量对近年来超材料技术相关的专利进行了分析。通过分析专利国际分类号以及国内外专利申请人的类型，探讨了超材料技术在专利申请中的特点。

【关键字】 超材料 metamaterial 左手材料 负折射率 专利

一、引言

超材料（Metamaterial）是指一类具有特殊性质的人造材料，其由肉眼可见的周期或非周期结构构成。Metamaterial一词最早由美国德州大学奥斯汀分校Rodger M. Walser教授于1999年提出。所谓“超”并不意味着这种材料的性能超越了自然界的材料，而是指超材料区别于自然界的天然材质。超材料也叫奇异材料、特异材料、特异介质、人工电磁媒质等。

超材料的诞生与一类被称为“左手材料”的研究息息相关，甚至在最初超材料所指的就是左手材料。左手材料的概念最早由前苏联科学院Lebedev物理研究所的物理学家Victor. G. Veselago在1967年提出。左手材料也被称为双负材料（DNM， double negative materials）、负折射率材料（NRI， negative refraction index materials）。

伦敦帝国学院的John Pendry在1996年提出了采用金属线的周期结构来实现左手材料。在1999年，Pendry采用C形分裂环（SRR，Split-Ring Resonator）沿着电磁波传播方向排布实现了负磁导率。在同一篇论文中，Pendry提出了金属线和金属环的周期性结构能够导致负折射率。

2000年，加州大学圣迭戈分校的Smith等物理学家提出了在水平面周期排布的分裂环（SRR）结构。该团队在2002年又采用人工集总元件加载的传输线实现了负折射率的超材料。在2005年，梯度折射率媒质的出现使得弯折电磁波成为了可能，这是超材料发展历史上具有革命性的成果。到了2007年，来自全球不同地区的数个团队都声称已经实现了负折射率材料，特别是光学变换理论的引入，使得超材料的含义远比左手材料宽泛。2009年年初，我国东南大学的崔铁军教授与美国杜克大学史密斯教授组成的国际合作团队共同研制出了工作于微波段的二维宽频带“隐身衣”，这一研究成果发表在1月16日第323期的《科学》杂志上，引起了电磁学界的广泛关注。

二、国内外超材料专利申请分析