文档介绍：1987: 赵忠贤发现了临界温度在液氮以上的超导体:
材料中具有氧空位
首次实现了液氮温度( 77K ) 以上的超导转变
1987 ~ :
钇
2、超导态特性和超导体的性能指标
(1)超导态特性
a、完全导电性
进入超导态的超导体中一旦激发电流,长久存在、永不衰减
等势体:
体内场强:
b、完全抗磁性
体内磁感应强度为零
正常态
超导态
内
迈斯纳效应
Meissner effect
处于超导态的超导体是完全抗磁体、具有屏蔽磁场、排除磁通的功能。
(2)超导材料的三个性能指标
a、超导体的临界转变温度
越接近室温越好,金属氧化物高温超导体:
b、临界磁感应强度
1
2
3
4
5
6
7
施加外磁场
超导性破坏、超导体从超导态回到正常态
临界磁感应强度
随温度变化、近似为抛物线关系
温度为绝对零度时的临界磁感应强度
超导体的临界转变温度是不加磁场时的值
处于超导态的超导体
c、临界电流密度
除外磁场影响超导态的转变外、超导体中的电流也会影响超导态的形成
超导体中的电流在空间激发磁场、其磁场达到时,超导态被自身磁场破坏
原因:
临界电流密度:超导态被破坏时的电流密度
随温度的变化关系:
温度为绝对零度时的临界电流密度
与临界磁感应强度完全类似
:受外磁场的影响;
:受体内电流的影响
相互影响
3、超导体的应用
研究的目的:应用
不仅能制造块状超导材料、利用物理或化学沉积已能制造薄膜超导材料
对超导器件的制造非常重要
系
金属化合物
液氮
中等工业规模开发、具有应用前景
超导体的应用:
核磁共振(NMR)成像系统, 磁悬浮列车,粒子加速器,核聚变,磁流体,电能储存系统等
高灵敏度、高速电子器件,电能输送(能耗极低),计算机、红外成像等
铌
(二)铁电性(ferroelectricity)
某些离子晶体具有自发极化的性质
自发极化:并无外电场作用、但体内有较强的电极化强度。
具有自发极化、且自发极化的方向可被外电场改变的晶体
铁电体:
如同铁磁体、铁电体并不一定含有铁
铁电体的关系与铁磁体的类似
存在类似于磁滞现象的电滞现象
电滞回线
铁电体铁电性的起源:
如同铁磁性的起源:铁电体中存在电畴
电畴:
含有永久电偶极矩的小区,小区中各晶胞的电偶极矩方向相同
电畴具有强电偶极矩
实际铁电体的各电畴的电偶极矩方向一般不同;铁电晶体通常宏观上对外不显电性
有许多晶粒组成的铁电陶瓷更是如此
铁电体的极化:
适当的高温下、强直流电场的作用,使各电畴的电矩沿外电场的方向取向,维持外场下缓慢冷却材料到室温
适当的高温:电畴的取向可实现、又不会显著破坏已取向的电畴
维持外场、冷却到室温:
冻结已取向的偶极子
铁电体居里温度:
铁电体在某一温度以上、失去铁电性
居里温度:临界温度
典型的铁电材料:
侧视图
立体图
立方相:正负离子中心重合,晶胞无电偶极矩、无铁电性
四方相: 离子和周围离子略向相反方向移动、产生方向向上的永久电偶极矩。
第一节材料的电性质
六、材料的其它电性质
(一)超导性
(二)铁电性(ferroelectricity)
(三)压电性
(三)压电性
1880:Piere. Curie and Jacques. Curie 首先发现
压电效应:
对石英单晶在一些特定方向上加力、在与力垂直方向的平面上出现正、负束缚电荷
压电体已有超千种、可以是单晶、陶瓷(多晶)、聚合物、生物体
压电效应分为正、负压电效应:
受机械力作用的晶体,在一定方向的表面上产生束缚电荷,电荷面密度与所受的应力大小成正比
正压电效应:
与力平行或垂直
机械能转换为电能的过程