物理在材料中的应用
物理学的许多理论研究在实际生活中已得到广泛应用。尤其在材
料在生活中应用极为广泛。物理特性的研究是材料发展的基础。材料
按物理效应分类:压电材料,热电材料, 铁电材料, 光电材料,电光
材料, 声光材料,磁光材料, 激光材料。材料是人类生存和发展的
基础所以材料的研究尤为重要。下面我就以高温超导材料和纳米磁性
材料为例简要介绍。
高温超导材料 ,具有高临界转变温度能在液氮温度(77 K)以上
条件下工作的超导材料。 超导体得天独厚的特性,使它可能在各种
领域得到广泛的应用。但由于早期的超导体存在于液氦极低温度条件
下,极大地限制了超导材料的应用。高温超导体在强电方面众多的潜
在应用(如:磁体、电缆、限流器、电机等)都需要研究和开发高性
能的新型材料。
液氮温度以上钇钡铜氧超导体的发现,使得普通的物理实验室具
备了进行超导实验的条件。因此激发了科学家们对高温超导研究的热
情。从1911年发现超导现象起,超导温度记录不断被刷新,1987年
底,我国留美学者盛正直等首先发现了第一个不含稀土的铊钡铜氧高
温超导体。1988 年初日本研制成临界温度达110K的铋锶钙铜氧超导
体。1988年2月盛正直等又进一步发现了125K 铊钡钙铜氧超导体。
几年以后(1993年)法国科学家发现了 135K 的汞钡钙铜氧超导体,
而最新的记录是160K。 相信有一天最适合的材料会找到的,为人类
发展无疑又是一个巨大的贡献。
纳米磁性材料 ,磁性是物质的基本属性,磁性材料是古老而用途
十分广泛的功能材料,纳米磁性材料是20世纪70年代后逐步产生,
发展,壮大而成为最富有生命力与宽广应用前景的新型磁性材料。纳
米磁性材料可制成纳米磁性药物,隐身材料(隐身材料虽在很多方面
都有广阔的应用前景,但当前真正发挥作用的隐身材料大多使用在航
空航天与军事有密切关系的部件上。对于上天的材料有一个要求是重
量轻,在这方面纳米材料是有优势的,特别是由轻元素组成的纳米材
料在航空隐身材料方面应用十分广泛),磁性液体:它是由超顺磁性
的纳米微粒包覆了表面活性剂,然后弥漫在基液中而构成,纳米磁记
录介质。尤其是纳米磁记录介质的应用前景无疑极为广大。磁盘记录
密度突飞猛进,其中最主要的原因是应用了巨磁电阻效应读出磁头,
而巨磁电阻效应是基于电子在磁性纳米结构中与自旋相关的输运特
性。
从这些材料的发展应用历程来看,新事物的诞生并不是那么容
易的,需要一代一代的科学家们的研究,需要新技术支持来推动新材
料的应用与普及。随着理论的研究的深入相信会有更多的新型材料被
研究开发出来,并广泛应用与生活生产当中去,这必定会推动新的一
轮理论研究与理论实践,材料科学的前景是无止境的!
材科一班李登辉
学号31316021217