高Tc超导材料的进展及其在军事上的应用.doc

高Tc超导材料的进展及其在军事上的应用.doc高Tc超导材料的进展及其在军事上的应用刘景和李艳红李建立邢宏言刘玲孙强(长春光学箱密机械学院材料化工系)摘要本文回顾了高温氧化物超导休的发展刀史,特别是高温超导休的结构,制备工艺以及超导机制等硏究状况,简要地介绍了高温超导休在军事上具有的重大的现实作用和巨大应用价値。关键词高Tc超导体;军事应用;发展早在1911年,,用液氨使其冷却412K获得超导电性。从此开始了世界范围的超导电性的理论和应用硏究。人们相继发现了其它一些金属在低温下具有同样的超导电性,但其超导温度也仅为儿K'。随着人们对超导体的进一步硏究,科学家又发现许多金属间化合物具有同样的超导电性,在1973年人们发现NbsGe的超导转变温度为2343K,这是那个年代发现最高的转变温度。由于金属间化合物在低温下性能不好,使人们一直无法把超导应用到实际当中去。至此超导转变温度的提高出现了停滞状态。但在此期间超导理论发展却极为迅猛,Miessiner效应,二流体模型,伦敦兄弟方程,同位素效应,著名的BCS理论和约瑟夫效应等都是在此阶段提出的。这些理论对低温超导进行了非常好的解释。由于超导转变温度没有新的突破,高温超导作为梦想虽早被提过,但一直无法实现。直到1986年发现了较高的LaBaCuO系氧化物超导材料。以此契机、超导材料的Tc终于进入了液氮温区,人们终于实现了获得液氮温区超导体的多年梦想。,,随后由他本人和日本东京大学Tanaka等人证实了LaBaCuO体系40K超导电性的存在。他们的这一开创性工作,导致了全世界范围内探索高温超导体的热潮。1986年12月,中国科学院物理所赵忠贤教授获得了4816K的超导体,此样品是Sr-La-Cu・0’;1987年2月美国体斯顿大学朱经武教授发现转变温度为92K的Y-Ba-Cu-C系超导体-,至此超导材料的临界温度超过了液氮温度。値得注意的是我国在超导硏究牛走在世界前列,特别是第二代高温超导材料是我国首批发现并率先向世界公布的。之后又发现了Tc为110K的Bi系;在1988年发现了Tc为125K的Ti系;后来,科学家又发现了C6。超导电性。高温超导材料取得突破性进展,引起世界各国的瞩目,形成全球性的激烈竞收稿日期:1998-07-02从结构上看所有高温氧化物超导体是从钙钛矿结构演变而来的,根据其中铜的配位数,可以将高温氧化物超导体分三类,即4、5、6三种不同配位数超导体,具体如下:1) 以La2CuO4为代表的K2NiF4型结构它包括少量二价元素Ba、S「、Ca等替代La所形成化合物,随着温度从高温到低温,逆系统均发生四方结构到正交结构的相变,而超导转变温度Tc大约为20〜40K。2) .^.^为代表的畸变钙钛矿型结构它包括三价元素La、Nd、Sm、Gd、Dy、Ffo、Er、Tn、Yb和Lu等完全地部分地混W替代Y所形成的化合物,以及Ba'La互代的固熔体化合物Lal-x¥xBaCu2OY等。Y系能超导转变温度Tc一般在60T0K范围内。3) 以Ti系及Bi系为代表化合物在Ti系中,即Ti-Ca-Ca-Cu-O体系中,有Tc为8()K的2201;