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室温超导为什么能悬浮?
室温超导材料能够在常规温度下表现出超导性质与悬浮,是因为室温超导材料具备特殊的结构和性质。
>悬浮通常是指材料在无外部支撑的情况下悬浮在磁场中。在室温超导材料中,其超导能力可以抵消或排斥外部磁场。这是通过材料中的电子配对现象实现的。在超导材料中,电子通过形成所谓的库珀对而产生超导性。这些库珀对在外加磁场的作用下形成一个与外部磁场相反的内部磁场,这种磁场作用会排斥外部磁场,从而让材料悬浮起来。
>此外,室温超导材料通常还具有一种 called “磁滞效应”。这意味着在外加磁场变化的时候,超导材料能够保持一定的磁场宽度。这一效应可以使超导材料在磁场中保持一定的位置和悬浮高度。通过调节外加磁场的强度和方向,可以控制超导材料的悬浮位置和稳定性。
>总而言之,室温超导材料的悬浮是通过抵消或排斥外部磁场来实现的,其中包括材料中库珀对的形成和磁滞效应的作用。这一特性使得室温超导材料能够在无外部支撑的情况下悬浮。然而,现阶段室温超导材料的发展仍处于非常初级的阶段,还需要进一步的研究和发展来实现更为实用的应用。
名词解释超导材料?
超导材料,是指具有在一定的低温条件下呈现出电阻等于零以及排斥磁力线的性质的材料。已发现有28种元素和几千种合金和化合物可以成为超导。
超导材料的技术原理
1、零电阻
超导材料处于超导态时电阻为零,能够无损耗地传输电能。如果用磁场在超导环中引发感应电流,这一电流可以毫不衰减地维持下去。这种"持续电流"已多次在实验中观察到。
2、磁性
超导材料处于超导态时,只要外加磁场不超过一定值,磁力线不能透入,超导材料内的磁场恒为零。
3、临界温度
外磁场为零时超导材料由正常态转变为超导态(或相反)的温度,以Tc表示。Tc值因材料不同而异。已测得超导材料的Tc是钨,为0.012K。到1987年,临界温度值已提高到100K左右。
4、临界磁场
使超导材料的超导态而转变到正常态所需的磁场强度,以Hc表示。Hc与温度T 的关系为Hc=H0[1-(T/Tc)2],式中H0为0K时的临界磁场。
5、临界电流和临界电流密度
超导的临界温度Tc与其同位素质量M有关。M越大,Tc越低,这称为同位素效应。例如,原子量为199.55的汞同位素,它的Tc是4.18开,而原子量为203.4的汞同位素,Tc为4.146开。
通过超导材料的电流达到一定数值时也会使超导态而转变为正常态,以Ic表示。Ic一般随温度和外磁场的增加而减少。单位截面积所承载的Ic称为临界电流密度,以Jc表示。
超导简单描述?
超导是指某些材料在低温下表现出的特殊电性现象。当超导被至超导临界温度以下,电阻突然变为零,电流可无地通过。
这种现象是由超导电子对的配对行为所导致的,电子之间通过“库珀对”相互作用,使它们保持一种特殊的有序状态。超导材料可以应用于强电磁、传输、磁悬浮等领域,具有重要的科和工程应用价值。然而,目前所能得到的超导材料的临界温度仍然较低,了其广泛应用。
超导研究的历程?
超导研究的历史可以追溯到1911年,当时荷兰科家卡末林·昂内斯发现,当温度下降到接近零下273.15摄氏度时,汞的电阻突然消失。这个发现被称为“超导电性”,这种现象被称为“超导临界温度”。
>自此以后,超导研究不断发展。1933年,迈斯纳和奥森菲尔德发现,在超导材料中,磁感应线不能通过超导,此现象被称为“磁性”。1957年,美国物理家巴丁、施里弗和库珀提出了超导微观理论,该理论通过描述电子之间的相互作用来解释超导现象。
>随着研究的深入,超导的临界温度也在不断提高。1986年,瑞士苏黎世的美国IBM公司的研究中心报道了一种氧化物(镧钡铜氧化物)具有35K(零下240.15摄氏度)的高温超导性,此后,科家们不断发现新的高温超导材料。
>在,赵忠贤在钇-钡-铜-氧系材料上把临界超导温度提高到90K(零下185.15摄氏度)以上,1987年底,铊-钡-钙-铜-氧系材料又把临界超导温度的记录提高到125K(零下150.15摄氏度)。
>最近的研究表明,中子散射技术在高温超导中观察到了所谓的磁共振模式,这有助于对铜氧化物超导机制的研究。虽然高温超导的许多特性及其微观机制仍未完全揭示,但对其的研究已经有16年的历史。
什么是超导材料?
超导材料是指在低温下,电阻为零的材料。目前已知的超导材料主要分为以下几类:
1. 低温超导材料:最早被发现的超导材料,需要在接近零度(零下273.15摄氏度)的极低温度下才能表现出超导性。代表性的低温超导材料有铅(Pb)、汞(Hg)、锡(Sn)等。
2. 铜氧化物超导材料:也称为高温超导材料,相比于低温超导材料,铜氧化物超导材料具有更高的超导转变温度。最早在1986年被发现,这类材料的超导转变温度可以高达零下100摄氏度以上。代表性的铜氧化物超导材料有YBa2Cu3O7(YBCO)和Bi2Sr2Ca2Cu3O10(BSCCO)等。
3. 铁基超导材料:近年来发现的一类超导材料,其超导性质主要由铁元素组成。铁基超导材料具有较高的超导转变温度和较好的机械性能,被认为是未来超导应用的潜在候选材料。代表性的铁基超导材料有LaFeAsO、FeSe等。
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