一般由超導材料的磁性電阻率決定

2021-01-08 方興未艾撒

這可以說是未來很長一段時間的一個關鍵焦點。從全球來看,超導技術起步於二戰後,尤其是得益於納米技術和冷凍電鏡的發展,給矽材料和磁鐵製造帶來了突破性進展。有鑑於此,我國的超導材料行業發展迅速,近十年來在各國均有相當成就。然而,科研機構方面對超導材料,尤其是對超導工作電壓的實現方面,還有很多不明白的問題。

從當前的情況來看,超導材料必須滿足兩個要求:一是工作電壓要與超導線的電壓相匹配,這樣才能達到相對可控的超導狀態。二是工作電壓與工作溫度的關係密切,尤其是應用製冷技術以後,工作溫度可以更高,所以工作電壓要滿足可以接近絕對零度。工作電壓和工作溫度密切相關,但是這兩者有時候可以一起滿足,有時候要分開。超導材料與低溫工作電壓聯繫非常密切,工作電壓都要設置在低溫的狀態下,只有這樣才能最大限度地接近絕對零度。工作電壓能夠達到多大,一般由超導材料的磁性電阻率決定。因此,就工作電壓而言,應該是保持熱導率不變,工作溫度要隨熱導率改變而改變。工作電壓太低,熱導率就容易降低,就達不到絕對零度,而工作電壓過高,又不利於矽材料的保護性能。超導材料和低溫工作電壓,要在安全性能滿足要求的前提下,最大限度地提高是工作溫度。可以通過晶體斷層掃描電子顯微鏡(sem)及sem測試獲得,但是理論上實現工作溫度依靠人類利用超導的物理現象和技術實現。

人們必須要了解有機超導材料是如何保持工作溫度,才能在實驗室成功應用。科學家通過不斷地研究,已經基本掌握了現有材料的特性和人類利用超導材料的物理現象,利用這些物理現象製備的材料具有超高的超導力量,並已經有很多成功的應用。對於超導材料,將通過取消超導線接頭,無疑能夠減少對接頭的需求,這樣也就達到了節省成本的目的。當然,這樣也是不經濟的,節省下來的錢很可能是在浪費時間和精力。說不定,每完成一個取消接頭的實驗,都是大工程。當前應用領域內已經有很多關於超導材料和低溫工作電壓實驗研究成果,在高溫領域中更有不少成果。

總之,總結為一句話,不管從宏觀還是微觀的角度,超導材料和低溫工作電壓,都是絕對必須滿足的。從中到小提高溫度有利於長壽命。因為本質上,很多材料要求低溫高電阻還沒有低溫高磁導要求高。就拿超導製造來說,為什麼沒有低溫應用?目前有幾種的可以實現低溫,但是大多數電阻和磁導電阻還是高於大於,長期高溫會降低導電率,或者導熱率降低。很多超導製造雖然做出來了,但是在實際應用中表現不好。

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