秦汉急匆匆的走了,而秦军却是陷入沉思。
“超导材料的研发方向?”
“我哪里知道什么研发方向?”
“如果说超导材料,我还知道一点。”
秦军就是通过超导合金,所以才会知道超导技术的发展过程的。
因为想要实现常温超导,就离不开各种合金材料。
秦军仔细想了想,后世发现的超导材料,主要可以划分出几大家族。
比如金属和合金超导体、铜氧化物超导体、重费米子超导体、有机超导体、铁基超导体以及其他氧化物超导体。
而这些设计超导的材料,又因为温度,开始分类。
低温超导材料和高温超导材料,肯定是高温超导最好用。
所以,现在科学界都在围绕着怎么提高超导的温度来做科研。
当然,也不能说低温超导没有价值。
要不然,也不会有那么多国家,平明的搞研发。
秦军找出一个笔记本,写下低温超导四个字。
现在想要让高温超导有点用处,恐怕还要靠石墨烯等新型材料。
如果是做低温超导,就只能按照世界各国的研发路线来走。
人家有基础,他们就只能作弊了!
秦军记得,低温超导材料是具有低临界转变温度(Tc<30K=在液氦温度条件下工作)的超导材料。
分为金属、合金和化合物。
具有实用价值的低温超导金属是Nb(铌)。
Tc为9.3K,肯定是后来成薄膜材料用于弱电领域。
合金系低温超导材料是以Nb为基的二元或三元合金组成的β相固溶体,Tc在9K以上。
不过,低温超导材料一般都需在昂贵的液氦环境下工作。
由于液氦制冷的方法昂贵且不方便,故低温超导体的应用,长期得不到大规模的发展。
所以后来低温超导材料的应用分为:强电应用,主要包括超导在强磁场中的应用和大电流输送。
弱电应用,主要包括超导电性在微电子学和精密测量等方面的应用。
除了这些应用,还有什么?
所以,秦军在考虑,他们要不要做低温超导的研究。
如果不做,那就只有一条道路,那就是做高温超导材料的研究。
高温超导材料具有超导电性和抗磁性两个重要特性。
要让超导体得到现实的应用,首先要有容易找到的超导材料。
其主要研究方向就是,寻找能在较高温度下存在的超导体材料。
之前国内国外的很多成果,其实都在在做这一方面的工作。
拼命的搞研发,还不是为了钱?
当然,在科学界肯定是说为了推进人类文明。
但是单纯为了推进人类文明,资本不乐意。
这就是高温超导材料的价值所在,就是因为它用途非常广泛。
大致可分三大类,大电流应用、电子学应用和抗磁性应用。
大电流应用是由于超导材具有零电阻和完全的抗磁性,因此只需消耗极少的电能,就可以获得的稳定强磁场。
超导体的基本特性之一,就是当它处于超导态时具有理想的导电性,同时由于其载流能力远远强于常规导体。
因此,利用超导体可以传输大电流和产生强磁场,并且没有电阻热损耗。
电工设备的基本特点是大电流、强磁场和高电压。
因此在电工设备中使用超导材料,可以减少电气损耗、提高效率、缩小体积、减轻重量、降低成本。
还可以提高装置的极限容量。
显然,超导材料的应用给电工技术带来了质的飞跃。
许多过去无法实现的电工设备,由于采用超导技术而成为现实,或即将成为现实。
特别是在我国,以后高压输送技术很厉害。
但是,如果实现超导呢?那远距离输电损耗能降到最低。
我国电力资源和负荷分布不均,因此长距离、低损耗的输电技术显得十分迫切。
超导材料由于其零电阻特性,以及比常规导体高得多的载流能力,可以输送极大的电流和功率而没有电功率损耗。
据预测,如果将铜或铝导改为超导体,光是在我国节省电能相当于新建数十个大型发电厂。
这还是一个最简单的输电应用,而超导材料在一些方面的应用,是极其诱人的。
当然,这也是由超导次啊了的特性决定的。
现在其实各国实验室,就连超导材料的特性也没有完全研究明白吧?
秦军又一次看到了机会。
超导材料的性能特点有很多,不做那一方面的研究,你就不知道他还有这方面的特性。
现在被人熟知的特性也有不少,比如完全导电性。
这个很简单,因为实验研究表明,当温度下降到某一临界温度时,超导体出现电阻突变为零的特性称为完全导电性,也叫零电阻效应。
再就是完全的抗磁性,这一点在1933年就被观测到。
当年的迈斯纳和奥森菲尔德,对单晶锡球的磁场分布进行测量。
他们就发现不论是先降温后再加磁场,还是先加磁场后降温,只要锡球温度达到超导临界温度Tc,磁力线似乎被完全排斥到超导体之外。
只要T<Tc,超导体内的磁感应强度总和为零,即超导体具有完全抗磁性。
最近发现的特性,好像是约瑟夫逊效应。
放下手中的材料,这是秦汉搜集的资料。
上面写着,约瑟夫逊效应是在1962年提出的。
主要内容是电子等微观粒子具有波粒二象性。
当两块金属被一层厚度为几十至几百A的绝缘介质隔开时,电子等都可穿越势垒而运动。
加电压后,可形成隧道电流,这种现象称为隧道效应。
把上述装置中的两块金属换成超导体后,当其介质层厚度减少到30A左右时,由超导电子对的长程相干效应也会产生隧道效应,称为约瑟夫逊效应。
只要上过中学的人,了解这个效应,也应该知道它的作用有多大。
最后是临界性。
超导材料具有临界温度、临界磁场和临界电流密度等。
只有小于它的临界值,才能体现出它的超导性能。
一旦超出,就会失去超导性。
此外,还有相干长度。
导向只有在一定的尺度之下,才能保持住它的超导性能。
就是因为这些特性被发现,所以才会有超导材料的各种应用。
秦军很清楚,超导材料已然成为21世纪具有战略意义的国之重器。
所以才会是各国科技革命的突破重点。
就算是在四十年后,都难以估量超导技术的普及,会给国家和社会带来多少经济效益,综合国力会迈上多少台阶。
但秦军知道,超导技术“可以改变世界”。
超导技术的突破性进展和广泛应用,将引起一场新的技术革命,并对科技、经济、军事乃至社会发展产生不可估量的影响。
超导技术的应用范围十分广阔,现在的实验室都知道可以应用在输电、电机、交通运输、航天之上。
而后来的结果表明,它还可以用在微电子、电子计算机、通信、核物理、新能源、生物工程、医疗以及军事装备等领域。
而且在这些领域,都已展现出灿烂夺目的前景。
现在秦军想的是,怎么尽快给秦汉找点事情干。
当然,是肯定要出成绩的。
应用广泛,但是怎么用,你有没有技术能够使用,这些都是问题。
“要不然就做超导磁体?”
秦军突然间想起来,之前秦汉那小子想要制造磁悬浮列车的。
秦军在前世看过一个新闻,那是一个大学生,自己制造了一个如同鸡蛋一样的磁悬浮汽车。
当时看到漂浮在空中的那个蛋的时候,秦军都惊呆了。
后来了解才知道,它还需要在地下铺设轨道。
虽然很麻烦,但是这玩意只要出现,就很吸引人眼球。
磁悬浮是怎么实现的?
在导体截面相同时,超导体制作的导线可以比铜导线(传统电磁铁绝大多数由铜导线绕制)承载高出几十倍的电流。
也就是说,由超导线圈制作的磁悬浮机构,可以产生比传统磁悬浮机构大得多的悬浮力。
另外,铜线圈通电时,会不断地产生焦耳损耗。