超导体及其超导性
超导体的分类
第二类超导体
(1)第二类超导体由正 常态转变为超导态时 有一个中间态，具有 HC1，HC2两个临界磁 场 (2)第二类超导体的 混合态中有磁通线存 在，而第一类超导体 没有 (3)第二类超导体比第 一类超导体有更高的 临界磁场，更大的临 界电流密度和更高的 临界温度
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弹塑性力学
请老师和同学们批评指正！
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超导体的应用
2.5超导体在军事上的应用
超导体在军事上有着非常广泛的应用前景，随着超导技术的日益成熟， 有朝一日海军潜艇的设计会发生根本 性的变革，出现比今天的潜艇要先 进的多的超导潜艇。外形尺寸可能今天潜艇的一半，但所装备的数量将 增加一倍，航速将会提高。 (a)超导粒子束武器和自由电子激光器 (b)超导电磁炮 (c)超导电磁推进系统和超导陀螺仪
(1)根据材料对于磁场的响应
(2)根据解释理论:传统超导体和非传统超导体
(3)根据临界温度：高温超导体(临界温度高于液氮温度(大于77K))和低温超 导体(临界温度低于液氮温度(小于77K)) (4)根据材料类型：元素超导体（如铅和水银）、合金超导体（如铌钛合 金）、氧化物超导体（如钇钡铜氧化物）、有机超导体（如碳纳米管）
因非理想第二类超导体提高了临界电流值，而使得其真正适用于实际 应用，随着第二类超导体认识的深入，超导应用的序幕也拉开了。
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超导体的应用
2.超导体的应用
超导体的应用十分广泛，涉及输电、电机、交通运输、微电子和 电子计算机、生物工程、医疗、军事等领域，还可研制出军民兼用 的“双重”产品，可以获得极大的社会效益和军事效益。 2.1在电力工程方面的应用 超导体的无电阻显示其具有无损耗输电的性质， 因而可以节省大量的能源；用超导线圈储存能量在 军事上有重大应用，超导线圈用于发电机和电动机 可以大大提高工作效率、降低损耗，从而导致电工 领域的重大变革。
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超导体的应用
磁悬浮列车运行的 动力，来自地面导轨中 排列的线圈和车身 之间 产生的磁力。由于磁极 之间同性相斥、异性相 吸，产生了向前的驱动 力。 通过电流方向的 改 变，使地面导轨中线圈 呈现的极性改变，从而 不断的产生使列车前进 的动力。 通过调节电流的大 小，便可以控制列车驱 动力的大小，这样，列 车运行的速度就可以自 如的控制了。
主讲人：罗兵兵
材料物理基础
1 何为第一类超导体？何为第二类超导体？
2 超导体有何应用？
超导体及其超导性
目
录
1、超导体的分类 2、超导体的应用
超导体及其超导性
超导体的分类
1.超导体的分类
超导体的分类方法有以下几种：
第一类超导体：只存在单一的临界磁 场强度Hc 第二类超导体：存在两个临界磁场强度 值Hc1，Hc2
磁悬浮列车运动原理
其原理是运用磁铁“同性相斥，异性相吸” 的性质，使磁铁具有抗拒地心引力的能力，即 “磁性悬浮”。 列车下部装上超导线圈，在地面上排列铝 制线圈，当超导线圈通有电流且列车启动后， 由于电磁感应效应，地面线圈产生的磁场极性 与列车上的电磁极性总是保持相同，从而地面 线圈与超导线圈之间一直存在排斥力，使得列 车悬浮在铁轨上。只需维持超导线圈中超导材 料处于超导态温度的能源，而无需牵引列车的 能源，故节约了能源
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超导体的分类
1.超导体的分类
在常压下具有超导电性的元素金属有32种(如图中青色方框 所示)，而在高压下具有超导电性的元素金属有14种(如图中 绿色方框所示)
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超导体的分类
第一类超导体
第一类超导体主要包括 一些在常温下具有良好 导电性的纯金属，如铝、 锌、镓、锡等，这类超 导体的熔点低、质地软， 又被称为“超软导体”。 特征：由正常态过渡到 超导态时没有中间态， 具有完全抗磁性 临界电流密度和临界磁 场较低，因而没有很好 的实用价值
超导扫雷具工作原理：模拟舰 船磁场特性，采用两根大电流电缆 在海水中形成电极，并与海水组成 闭合电路产生磁场，从而得以将磁 水雷引爆。
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超导体的应用
2.6超导体在科学工程和实验室中的应用 科学工程和实验室是超导体应用的一个重要方面，包括高能 加速器、核聚变装置等。 高能加速器用来加速粒子产生人 工核反应以研究物质内部结构，是基 本粒子物理学研究的主要设备。 核聚变装置是人们长期以来梦醒 解决能源问题的一个重要方向，其途 径是将氘和氚加热后，使原子和弥散 的电子成为一种等离子状态，并且在 将这种高温等离子体约束在适当空间 内的条件下，原子核就能够越过电子 的排斥而互相碰撞产生核聚变反应。 在这些应用中，超导磁体是高能加速 器和核聚变装置不可缺少的关键部件。
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第二类超导体
理想第二类超导 体：在混合态中， 超导体内有磁通 线存在，在磁通 线周围有涡旋电 流流动，当磁通 线均匀排列时这 些涡流电流彼此 抵消，使得体内 无电流通过，不 具有高临界电流 密度 非理想第二类超导 体：晶体结构出现 缺陷，磁通线在超 导体内分布不均匀， 体内的涡流电流不 能完全抵消，体内 出现电流，具有高 临界电流密度
超导导线(含2120根 微米直径之铌钛合 金纤维)
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超导体的应用
2.2在交通运输方面的应用 运用超导体产生的强磁场可以研制成磁悬浮列车，车辆不受地面阻力的影 响，可高速运行，车辆达500km/h以上，若让超导磁悬浮列车在真空中运 行，车速可达1600km/h，利用超导体制成无摩擦轴承，用于发射火箭，可 将发射速度提高3倍以上。
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超导体的应用
2.3在电子工程方面的应用 用超导体制成各种仪器，具有灵敏度高、噪声低、反应快、损耗小 等特点，如用超导量子干涉仪可确定地热、石油、各种矿藏的位置 和储量，并可用于地震预报。
超导量ห้องสมุดไป่ตู้干涉仪
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超导体的应用
2.4在生物医疗方面的应用 超导磁体在医学上的重要应用是核磁共振成像技术，可分辨 早期肿瘤癌细胞等，还可做心电图，脑电图，肺磁图，研究 气功原理等。 核磁共振的基本原理： 将人体置于特殊的磁场中， 用无线电射频脉冲激发人体 内氢原子核，引起氢原子核 共振，并吸收能量。在停止 射频脉冲后，氢原子核按特 定频率发出射电信号，并将 吸收的能量释放出来，被体 外的接受器收录，经电子计 算机处理获得图像，这就是 核磁共振成像。
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超导体的应用
2.7超导体在农业方面的应用 农作物种子由于其富含蛋白 质和有机酶，在强磁场作用下， 能够影响种子的萌发、苗期生长、 作物产量和品质、遗传特征等。 一般而言，磁场强度和磁场作 用时间对农作物种子的影响比 较大，其作用机制是：磁场 基因 酶 代谢 结 构与功能。 实验研究的结果表明，经 过强磁场作用的农作物种子， 其最终产量将能够提高5-10%