YBCO超導(dǎo)薄膜裂紋尖端電流分布奇異性的實(shí)驗(yàn)研究
發(fā)布時(shí)間：2021-11-20 08:53
與傳統(tǒng)材料相比,高溫超導(dǎo)材料因具有高的臨界轉(zhuǎn)變溫度、無(wú)阻載流和完全抗磁等特點(diǎn)在交通運(yùn)輸、醫(yī)療、通訊、能源等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。對(duì)于薄膜類高溫超導(dǎo)材料,制成的濾波器、量子干涉器等被廣泛應(yīng)用到信息、軍事、科學(xué)研究等前沿領(lǐng)域,成為世界各國(guó)爭(zhēng)相搶占的新技術(shù)高地。其中最具代表性的YBa2Cu3O7-x（YBCO）高溫超導(dǎo)體轉(zhuǎn)變溫度90K左右,在高磁場(chǎng)下具有非常優(yōu)異的載流密度,進(jìn)而成為20T左右高場(chǎng)磁體制備的首選材料。但是這種材料為氧化物陶瓷,制備過(guò)程中不可避免會(huì)產(chǎn)生一些微裂紋、孔洞等缺陷,影響該材料臨界電流大小的同時(shí),改變了其所承受的電磁力分布,因此,超導(dǎo)材料裂紋尖端臨界電流的分布特征成為弄清其在電磁場(chǎng)中力學(xué)行為的基礎(chǔ)性問(wèn)題之一。近年來(lái),蘭州大學(xué)通過(guò)理論建模預(yù)測(cè)出超導(dǎo)材料裂紋尖端臨界電流的分布具有奇異性,且奇異性的階數(shù)為“-1”。為了對(duì)這一理論結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè),蘭州大學(xué)采用在YBCO超導(dǎo)塊材制造人工裂紋,通過(guò)測(cè)試裂紋周圍磁場(chǎng)分布的方式反推出裂紋尖端臨界電流分布的奇異性特征,并給出奇異性的階數(shù)為“-1.37”。盡管該結(jié)果證實(shí)了裂紋尖...
【文章來(lái)源】：蘭州大學(xué)甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】：56 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
Hg的電阻隨溫度變化曲線
圖 1.3 超導(dǎo)材料發(fā)現(xiàn)歷程[9]導(dǎo)體固然有著常規(guī)導(dǎo)體無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，但是 1986 年以前超導(dǎo)材比較低。這不僅僅使超導(dǎo)材料進(jìn)入超導(dǎo)態(tài)的代價(jià)過(guò)大，而且很難實(shí)際工程中去。直到 Bednorz 和 Muller[7]發(fā)現(xiàn) La-Ba-Cu-O 的臨界 K，這標(biāo)志著超導(dǎo)物理的發(fā)展進(jìn)入了高溫超導(dǎo)時(shí)代。此后，高溫超后春筍般浮現(xiàn)。1987 年發(fā)現(xiàn)的237 YBa CuO其臨界溫度高達(dá) 92 K[點(diǎn)是 77 K。而液氮直接從空氣中分離即可獲取，這大大降低了超導(dǎo)態(tài)的成本，也促進(jìn)了超導(dǎo)物理的發(fā)展，成為高溫超導(dǎo)取得的突。之后科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)許多其他更臨界溫度的超導(dǎo)材料，主要的及其性質(zhì)見表 1-1[11-19]。超導(dǎo)物理的理論研究上，1935 年 F.London 和 H.London[20]基于二了描述超導(dǎo)體電磁場(chǎng)和電流的方程，這個(gè)方程解釋了邁斯納現(xiàn)象部磁場(chǎng)為零，但在超導(dǎo)體的表面有磁通的滲透。之后 Shoenbir[22]分別在實(shí)驗(yàn)上觀測(cè)到超導(dǎo)體表面的磁通。1950 年，Gins
2,3 Tl-HTSm2 n 1 n2n m 2TlBaCaCuOm=1,2n=1,2,3 TBCCO 125 KHg-HTSm2 n 1 n2n m 2HgBaCaCuOm=1,2n=1,2,3 HBCCO 135 K123-HTSR=Y,La,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,LuRBCO 96 K一類超導(dǎo)材料只有一個(gè)臨界場(chǎng) Hc。二類超導(dǎo)材料存在上臨界場(chǎng)c2H 和下場(chǎng)c1H ，當(dāng)外加磁場(chǎng)超過(guò) 時(shí)，磁通以旋渦的形式進(jìn)入超導(dǎo)材料內(nèi)部，此導(dǎo)體處于混合態(tài)。當(dāng)外加磁場(chǎng)大于 時(shí)，超導(dǎo)體進(jìn)入正常態(tài)。下圖是兩類體的磁場(chǎng)和溫度的相圖。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]高溫超導(dǎo)薄膜在微波雙工器上的應(yīng)用[J]. 劉娟秀,羊愷,羅正祥,補(bǔ)世榮,寧俊松,張?zhí)炝? 低溫物理學(xué)報(bào). 2005(03)
[2]高溫超導(dǎo)電磁懸浮[J]. 王素玉,王家素. 低溫與超導(dǎo). 1999(04)
博士論文
[1]高溫超導(dǎo)懸浮系統(tǒng)非線性動(dòng)力特性實(shí)驗(yàn)與理論研究[D]. 黃毅.蘭州大學(xué) 2016
本文編號(hào)：3506986
【文章來(lái)源】：蘭州大學(xué)甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】：56 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
Hg的電阻隨溫度變化曲線
圖 1.3 超導(dǎo)材料發(fā)現(xiàn)歷程[9]導(dǎo)體固然有著常規(guī)導(dǎo)體無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，但是 1986 年以前超導(dǎo)材比較低。這不僅僅使超導(dǎo)材料進(jìn)入超導(dǎo)態(tài)的代價(jià)過(guò)大，而且很難實(shí)際工程中去。直到 Bednorz 和 Muller[7]發(fā)現(xiàn) La-Ba-Cu-O 的臨界 K，這標(biāo)志著超導(dǎo)物理的發(fā)展進(jìn)入了高溫超導(dǎo)時(shí)代。此后，高溫超后春筍般浮現(xiàn)。1987 年發(fā)現(xiàn)的237 YBa CuO其臨界溫度高達(dá) 92 K[點(diǎn)是 77 K。而液氮直接從空氣中分離即可獲取，這大大降低了超導(dǎo)態(tài)的成本，也促進(jìn)了超導(dǎo)物理的發(fā)展，成為高溫超導(dǎo)取得的突。之后科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)許多其他更臨界溫度的超導(dǎo)材料，主要的及其性質(zhì)見表 1-1[11-19]。超導(dǎo)物理的理論研究上，1935 年 F.London 和 H.London[20]基于二了描述超導(dǎo)體電磁場(chǎng)和電流的方程，這個(gè)方程解釋了邁斯納現(xiàn)象部磁場(chǎng)為零，但在超導(dǎo)體的表面有磁通的滲透。之后 Shoenbir[22]分別在實(shí)驗(yàn)上觀測(cè)到超導(dǎo)體表面的磁通。1950 年，Gins
2,3 Tl-HTSm2 n 1 n2n m 2TlBaCaCuOm=1,2n=1,2,3 TBCCO 125 KHg-HTSm2 n 1 n2n m 2HgBaCaCuOm=1,2n=1,2,3 HBCCO 135 K123-HTSR=Y,La,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,LuRBCO 96 K一類超導(dǎo)材料只有一個(gè)臨界場(chǎng) Hc。二類超導(dǎo)材料存在上臨界場(chǎng)c2H 和下場(chǎng)c1H ，當(dāng)外加磁場(chǎng)超過(guò) 時(shí)，磁通以旋渦的形式進(jìn)入超導(dǎo)材料內(nèi)部，此導(dǎo)體處于混合態(tài)。當(dāng)外加磁場(chǎng)大于 時(shí)，超導(dǎo)體進(jìn)入正常態(tài)。下圖是兩類體的磁場(chǎng)和溫度的相圖。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]高溫超導(dǎo)薄膜在微波雙工器上的應(yīng)用[J]. 劉娟秀,羊愷,羅正祥,補(bǔ)世榮,寧俊松,張?zhí)炝? 低溫物理學(xué)報(bào). 2005(03)
[2]高溫超導(dǎo)電磁懸浮[J]. 王素玉,王家素. 低溫與超導(dǎo). 1999(04)
博士論文
[1]高溫超導(dǎo)懸浮系統(tǒng)非線性動(dòng)力特性實(shí)驗(yàn)與理論研究[D]. 黃毅.蘭州大學(xué) 2016
本文編號(hào)：3506986
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