“高温”超导材料都用于什么地方?
超导的实际应用从根本上取决于超导材料的性质 。与实用的低温超导材料相比,高温超导材料最大的优势在于其在液氮温度范围内的应用 。20世纪90年代,随着第一代Bi系高温超导材料的商业化,美国、日本、欧洲、中国等国家和相关大公司投入大量人力和资金开展高温超导电力的应用研究,先后开展了超导电机、超导变压器、超导输电电缆和超导储能器件的研究,取得了许多实质性进展 。1.电流引线给工作在低温环境下的超导磁体和电力设备供电时,从低温到高温的电流引线会消耗大量的液氦 。高温超导体由于临界温度高,热导率低,可以在超导状态下给磁体供电,从而将低温区向高温区的漏热减少到非常小的程度 。目前,用作电流引线的材料主要是Bi-2212和Bi-2223的棒、管和带,以及熔融法的YBCO棒 。目前,该电流引线已成功用于微制冷机冷却的NbTi和Nb3Sn磁体系统,首次实现了无液氦超导磁体的应用 。2.磁体高温超导磁体在核磁共振成像、核磁共振、磁悬浮列车、磁分离技术、高能加速器、磁扫雷技术和磁流体推进技术中有着重要的应用价值 。美国超导(AMSC)公司研制出一种由机械制冷机冷却的高温超导磁体,在27 K零场时可产生2.16 T的磁场 。近日,日本住友电气公司将4块Bi系多芯带缠绕的双饼高温超导磁体插入NbTi和Nb3Sn组合磁体中,在4.2K产生了24T的磁场,这是常规低温超导体无法实现的,已经可以满足1GHz核磁共振磁体的要求 。Bi-2212线绕线圈和磁体是当前研究的热点之一 。Bi-2212具有较高的临界温度,用这种材料绕制的磁体具有较高的稳定性和可靠性 。因此,这种磁体的应用范围很广 。3.传输电缆高温超导电缆具有体积小、重量轻、损耗低、传输容量大等优点 。20世纪90年代以来,美国、日本、丹麦等国家相继开展了这方面的研究,并进行了示范实验 。2004年,日本东京电力公司研制出单芯高温超导电缆,长度500米,容量77kV/1kA 。2004年2月,中科院电工所和甘肃长通电缆公司研制成功75m、10.5kV/1.5kA交流高温超导电缆,接入甘肃长通电缆公司6kV配电网,为车间供电,如图2所示 。云英那超导电缆公司也于2004年完成了33m长、35kV/2kA高温超导交流电缆的研制,并安装在云南普吉变电站 。目前,南线、AMSC等 。美国预计在2006年分别开发出200m、13.5kv/3kA、350m、34.5kv/0.8kA和660m、l38kv/2.4kA三相高温超导交流电缆,并投入实际运行 。4.故障限流器在发电厂、高压输电、低压配电等电力系统中,有时由于雷击、设备故障等原因 。对于50Hz的电力系统,一旦发生短路,必然会产生较大的故障电流,因此电路必须装有限流器 。中国、美国、日本、德国、法国等 。都在从事高温超导故障限流器的研制,并取得了很大进展 。如2005年,中科院电工所成功研制出L0.5 kV/1.5 KA新型桥式高温超导限流器,并于2005年8月安装在湖南娄底110 kV/L0.5 kV变电站进行短路和运行试验 。5.变压器高温超导变压器与常规变压器相比,具有体积小、重量轻的优点 。它使用液氮作为冷却剂
630kVA、10.5 kV (34.6 A)/400 V (909 A)高温超导变压器演示样机由中国科学院电工研究所研制成功,并于2005年12月在新疆TBEA有限公司投运,为车间供电 。6.高温超导器件的应用高温氧化物超导体的出现无疑给超导电子学带来了更广阔的应用前景 。传统的超导电子器件已经显示出巨大的优越性 。超导量子干涉器件用于测量微弱磁场,其灵敏度比常规仪器高1-2个数量级,使其在生物磁学测量、矿产勘探等领域发挥巨大作用 。超导隧道效应大大提高了微波接收机的灵敏度,超导薄膜数字电路可用于制造高速超小体积的大型计算机 。但是,由于常规超导器件工作在液氦的温度范围或者制冷机能够达到的温度范围(10-20K),获得和维持这一温度范围的成本相当高,技术复杂,因此使用常规超导器件的应用范围受到很大限制 。
【高温超导实验报告图如何画出来 高温超导实验报告图如何画,高温超导实验报告图如何画的】我国研制的高温超导磁悬浮列车速度已可达500km/h,如图所示是磁悬浮的原理示意图,图中A是磁性稳定的圆柱
在将B放入磁场的过程中,根据楞次定律,不难判断B中会产生感应电流,由于B是超导体,没有电阻,所以即使B稳定后电磁感应现象消失,B中的电流也不会消失,即此时感应电流保持不变 。所以选了C 。
高温超导试验中,升温曲线和降温曲线为什么不能重合?什么原因造成的
最好把图像发过来 。首先,对于一种固定的超导材料,它的理想R-T曲线应该是固定的 。通常,图像错位有两种可能 。一是图像对齐不一致,二是对齐一致但局部值不重合 。后者一般是仪器的灵敏度造成的 。简单来说,虽然采样电压有一定的变化,但仪器的指示数保持不变,这样在这段时间内,你选择的点可能会有所不同 。
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高温超导的应用
上世纪80年代末高温超导的发现,在世界范围内掀起了一场“超级热传导” 。经过20多年的研发,我国高温超导技术在超导材料技术、超导强电流技术、超导弱电流技术三个方面取得了长足的进步和突破 。在许多领域,超导技术的应用具有非常突出的优势和不可替代的作用 。随着高温超导材料和低温制冷技术的快速发展,超导技术的应用迅速加快 。超导技术在电力、通信、高科技装备和军事装备上的应用也是非常可取的,具有重要的战略意义 。在国内,铋带、钇系大面积双面薄膜、钇系新型涂覆带、钇系准单畴块材、高温超导电缆等技术发展水平与国际相当或接近,有些方面甚至处于国际领先水平 。1.现在正在研究的磁悬浮列车的材料是磁场强、体积小、重量轻的超导磁体 。磁悬浮列车的原理是利用磁铁“同性相斥,异性相吸”的性质,使磁铁具有抵抗重力的能力,即“磁悬浮” 。这个原理应用到铁路运输系统,使火车完全脱离轨道,漂浮起来,成为时速几百公里以上的“无轮”火车 。这就是所谓的“磁悬浮列车” 。列车装有超导磁体,由于悬浮,磁体在线圈上高速运动 。这些线圈固定在铁路的底部 。由于电磁感应,线圈中会产生电流 。地面上的线圈产生的磁场极性总是和列车上的电磁铁极性相同,这样线圈和电磁铁之间就会一直存在排斥力,从而使列车悬浮起来 。2.此外,它在受控热核反应堆、回旋加速器等方面也有很大的应用价值 。利用超导隧道效应,可以制作高灵敏度的电磁信号检测元件和高速运行的计算机元件,可以制作超导量子干涉磁力仪,可以测量脑磁图和心磁图,对人脑活动有重要意义 。超导体还可以用于微波器件,对通信质量的提高有很大的应用价值 。通信质量的提高将改善人们的生活水平和目前的生活状况 。3.在军工领域,超导技术也能发挥其独特的作用,超导扫雷艇就是其中之一 。超导扫雷器的工作原理是:超导扫雷器模拟舰船的磁场特性,利用两根大电流电缆在海水中形成电极,与海水形成闭合电路产生磁场,或者在舰船上安装电磁铁产生磁场,从而引爆磁雷 。4.超导材料在强弱电方面的应用也有很大的空间 。在强电的应用中,如高能物理控制的热核反应、核磁共振等 。有些物理研究需要强磁场,有些特殊设备需要超导磁体 。核磁共振成像机就是一个例子 。它的基本原理:原子核带正电,自旋 。通常情况下,核自旋轴的排列是不规则的,但当它被置于外部磁场中时,核自旋的空间取向从无序过渡到有序 。自旋系统的磁化矢量从零开始逐渐增大,当系统达到平衡时,磁化达到一个稳定值 。这时,如果核自旋系统受到外界作用,如一定频率的射频激发原子核,就可以引起共振效应 。射频脉冲停止后,自旋系统中已被激发的原子核不能维持这种状态,而会在磁场中回到原来的排列状态,同时释放微弱的能量成为无线电信号 。通过检测这些信号并使它们空间分辨,可以获得运动核的分布图像 。核磁共振的特点是流动的液体不产生信号,称为流动效应或流动空白效应 。因此,bl
在弱电流下,约瑟夫森效应可以获得高精度的电压值,在电压测量中具有重要意义 。超导量子干涉仪(SQUID)的发明也是一个重要的应用,它具有很高的磁测量灵敏度,在磁学上具有重要意义 。
高温超导的原理
随着临界温度的升高,这些材料被称为高温超导体 。高温超导体的性质是由载流子浓度决定的,其本质特征是相干长度短,即不均匀性 。有必要探讨高温超导的机理 。超导新特性的发现对人类具有重大意义 。通过一些超导现象或效应,你会惊奇地发现超导的妙处 。零电阻效应具有无损电流传输的特性 。比如可以实现超导大功率发电机和电机 。比如在电力领域,利用超导线圈磁铁可以将发电机的磁场强度提高到50000 ~ 60000高斯,几乎没有能量损失 。这种发电机是交流超导发电机 。与常规发电机相比,超导发电机单机发电能力提高5~10倍,达到10000兆瓦,但体积缩小1/2,整机重量减轻1/3,发电效率提高50% 。那么它不必要的能源消耗就会大大减少,这在国防、科研和工业上都有重要意义 。
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高温超导体发现有什么意义?
自高温超导体发现以来,超导体的研究取得了巨大的进步,使全世界经历了一场“科技冲击波” 。高温超导体的研究将为下一代新技术的应用描绘一幅美好的蓝图 。超导体在信息系统和武器领域的应用前景非常令人期待 。超导体在交通领域越来越广泛的应用与人息息相关 。高温超导体为人类贡献大量能量的想法是人类长久以来的梦想 。
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