文档介绍：超导材料
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内容摘要:
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。自从超导发现至今,超导的研究和超导材料的研制已迅速发展,超导材料的物质结构及性质已逐渐研究清楚,其具有优越的物理性质和优越的性能,目前已被广泛的接受和认同,超导材料也得到了广泛的应用,特别是高温超导材料的广泛应用将会给社会带来的巨大变革。
关键词:大电流应用(强电应用)、电子学应用(弱电应用)、抗磁性应用
引言:
超导技术是21世纪具有战略意义的综合性高新技术,可广泛用于能源、信息、医疗、电力工业、交通、国防、科研及国防军工等重大工程方面。21世纪的超导技术会同20世纪的半导体技术一样具有开创新时代的意义。首先,高温超导线材通电能力超出相同截面积的铜导线100倍以上,因而在能源领域潜力巨大,并有可能引发电力系统的革命;其次,超导元器件的高灵敏特性(约瑟夫森效应)使得其在移动通信、航空航天、资源勘探、医疗诊断及军事国防等领域有广阔的应用前景;与此同时,超导材料的完全抗磁性(迈斯纳效应)也使将得其在交通运输行业有着出色的表现。
美国能源部认为高温超导电力技术是21世纪电力工业唯一的高技术储备,是检验美国将科学发现转化为应用技术能力的重大实
践;日本认为超导电力技术是在21世纪全球竞争中保持尖端优势的关键所在;我国自20世纪60年代即开始超导技术和超导材料的研究经过30多年的努力,在超导磁体及其应用、超导材料研究、超导电子学以及超导基础研究等方面都取得了很大成绩。
本文试简述超导材料的前沿科技发展及其未来的应用。
正文:
超导材料的突破性发展,将促进超导技术的突飞猛进,预示着一个崭新的电气化时代。实际上,超导技术的应用遍及能源、运输、基础科学、资源、信息和医疗等科学技术的广泛领域。
A. 大电流应用(强电应用)

使用超导材料只需消耗极少的电能,就可获得稳定的强磁场。
可用于制造交流超导发电机,利用超导线圈磁体可将发电机的磁场提高到5万~6万高斯而没有能量损失,且单机发电容量比常规发电机提高5~10倍,达1MW,而体积却减少1/2,整机质量减轻1/3,发电效率提高50%;也可用于磁流体发电机,利用高温导电性气体做导体,并高速通过5万~6万高斯的强磁场而发电,而且这种发电机具有结构简单和高温导电性气体可重复利用的优点。
同时,未来的高温超导材料可用于直驱式风力发电机,可使发电机的质量和体积减小到常规电机的1/5~1/3;还可通过降低转速省掉变速装置,避免大量齿轮箱变速时带来的机械损耗,并节省齿轮箱的维护费用,这些优势使得制造更大功率的风力发电机成为可能。有一
家著名的欧洲生产风力发电机的公司宣称,将来该公司生产的2MW以上的风力发电机都将是高温超导发电机。德国西门子公司也制成了4MW的高温超导电动机,目前正在研制5MW的高温超导发电机。

发展超导变压器,可提高电力变压器的性能。从经济上看,超导材料的低阻抗特性有利于减小变压器的损耗,高电流密度可提高电力系统的效率,采用超导变压器会大大节约能源,减少运作费用;从绝缘运行寿命上看,超导变压器的绕组和固体绝缘材料都运行于深度低温下,不存在绝缘老化问题,即使在两倍于