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Anonymous
Anonymous asked in 科學其他:科學 · 2 decades ago

何謂[超導體]?

我找不到切題的答案

希望知道的大大

可以幫我迎刃而解!!

謝謝了!

3 Answers

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  • 2 decades ago
    Favorite Answer

    在處於液態氮的低溫狀態下 ,此導體中的所有電子將被凍結在一起 ,無法移動。而當電流通過時:

    穩定電流通過時----- 零電阻

    穩定磁場加於物體中時----- 抗磁性

    具有此超導特性的稱為超導體。

    超導體處於臨界溫度(critical temperature,Tc)以下時具有超導現象,主要的超導現象為零電阻和反磁性:

    (1) 零電阻:是指電流流通時無阻力的現象,也就是產生永久電流(persistent current),但在超導體內引發的電流,有其上限(稱臨界電流),超過此上限,超導態立即消失。

    (2) 反磁性:是將超導體放入磁場中,會將其內部的磁場完全排除,其內部磁通量(magnetic flux)保持為零。因此,若將一超導體放在一個普通的磁體上方,則會因排斥作用而懸浮在空中。

    .超導體的應用:

    YBCO系列的臨界溫度一般可達92K,BSCCO則可達110K。日本應用超導於磁浮火車,美國、日本、歐洲,都在研究超導於電力傳輸上的應用,以換裝他們的地下電纜,超導馬達可以做得比傳統馬達小而且輕。

    目前所使用的超導體須加以冷卻以便能降低電阻及避免被熔化。研究人員今天仍在尋找室溫下就具有超導性的材料。如果自然超導體能夠走出實驗室並成功投入生產時,那由它所製造的電路將比矽晶片快上100倍。

    磁浮列車的基本原理,是利用磁場同極相斥的現象,將列車的重量抵消,減少列車與鐵軌間的摩擦,而達到高速、寧靜、舒適的乘坐目標。

    因為要有強大的磁力產生,最方便有效的方式就是以電磁鐵作為磁力來源。因為電流在導體中傳導時,因為電阻的關係,不可避免會有熱能產生,而造成能量的損失。所以便以電阻非常非常小、甚至沒有電阻的超導體來達成高效率的能量傳導及轉換(電→磁

    在大地探礦、醫療儀器、環境和軍事方面均有廣泛的應用

    Source(s): 奇摩知識
  • 玉雯
    Lv 6
    2 decades ago

    什麼是超導體?

    某些物質在相當低的低溫下,會出現下面兩種特性:

    1 電阻為零

    2 反磁性

    而具有這兩種特性的物質就是超導體,超導狀態改變的溫度稱為臨界溫度Tc(Critical Temperature)。在臨界溫度以上,物質將不再具有超導特性。

    無法成為超導體的物質,不管電阻多小都不會因溫度下降而變為零(例如金、銀、銅)。一旦有電阻,電流流過時就會產生熱而喪失能量,但在超導狀態下則不會產生熱。

    所謂的反磁性則是將超導體放入磁場中時,其會將內部的磁場完全排除,內部磁通量(magnetic flux)保持為零,這種現象被稱為麥斯納效應(Meissner effect),也因此超導體具有磁浮現象。由於磁通量無法進入超導體內部,在超導體上放置磁石時,磁石會浮在其上方。反磁性現象與電阻為零是密切相關的。

    目前,高溫超導體的臨界溫度最高可達135K,遠較液態氮的沸點77K來得高,因此高溫超導體的實用化漸漸不成問題。

    超強力塊狀大型超導磁石開發成功

    日本超導工學研究所盛岡研究所、岩手縣工業技術中心及岩手產業振興中心合作開發塊狀高溫超導體的接合技術獲得成功,超導體接合技術對超導體的應用是相當重要的,藉著超導體接合技術,超導體的大型化將得以實現。

    最近在塊狀高溫超導體的應用上,利用針扎效應﹙pinning effect,註1﹚能捕捉磁場的特性,永久磁石型強力超導塊狀磁石的活用飽受注目。在一般永久磁石上,磁場強度最多只有1特斯拉(tesla),相較於此,塊狀超導體則有可能產生10特斯拉的磁場。

    超導體磁石所能捕捉到的磁場大小,與塊狀超導體臨界電流密度(Jc)大小及臨界電流流動的環型線路大小有關。因此,為了讓捕捉到的磁場更大,必需從增大塊狀超導體的針扎效應以改善Jc,以及製作更大型的超導體兩方面著手。而為了在磁浮列車上使用塊狀超導磁石,約需製作出直徑15公分以上的塊狀超導體。

    隨著技術的進步,目前已能製作出直徑達10公分的Y-Ba-Cu-O﹙註2﹚系大型塊狀超導體。雖然有製作出比10公分更大的超導體案例,但品質並不理想。為了讓超導體能更加大型化,全世界中許多研究所都在發展將複數超導體接合的技術,雖然已有許多報告指出能接合數公釐大小的超導體,成功接合4公分大的超導體還是首例。

    這次的成果,主要是應用過去研究中未曾使用過的接合超導體結晶方向控制技術﹙註3﹚。藉著這個技術,過去在接合部發生不純物質偏析(segregation)的問題獲得抑制,並成功地得到良好的接合特性。此技術的應用將開拓超導體大型化的道路。

    由於以此技術有可能得到10特斯拉以上大型超強力磁石,在強磁場領域的應用方向,包括MRI、資源回收及水淨化用的磁力分離裝置、強力磁浮裝置在內的各種應用均將成為可能。

    註1 針扎效應(pinning effect)

    由於在純超導體的內部,即使磁通量改變能量也不會產生變化,因此磁通量可自由地移動。但若存在有一些非超導的部分,這些非超導部分在磁通量來臨時能量不會上昇,但在磁通量離去時卻需要多餘的能量,因此磁通量會被補捉,這就是針扎效應。

    註2 Y-Ba-Cu-O超導體是YBa2Cu3Ox(Y123)及Y2BaCuO5(Y211)的混合體。這是目前最受矚目的超導體,可用於液態氮中。Y211是絕緣體,目前知道它是針扎效應的作用中心。

    註3 結晶方向控制

    過去的接合方法只從Y-Ba-Cu-O超導體的結晶方位為<100>或<001>方向進行接合。這樣的方法在加熱後的緩慢冷卻過程中,會導致不純物質的偏析,以致接合不良。但若控製結晶方位為<110>,則上述的現象將消失而可得到良好的接合特性。

  • taker
    Lv 6
    2 decades ago

    超導體就是電阻質為零的導體。

    一般導體有電阻,所以當電流流過時電能會產生耗損而變成熱能,

    而以超導體作為電流的傳播媒介時,若在其內引發電流,由於無電阻,則電流將可持續流轉,也不會因熱效應而衰減,此電流稱為超導電流。

    硼化鎂(MgB2)-超導體的新希望?

    編輯:John C. H. Chen

    今年(2001)一月發現硼化鎂具有超導性質之後(請參閱相關連結2,Sciscape News [Feb 18, 2001]金屬超導體的超導溫度新紀錄 ),立刻引起了超導物理界對這個新發現的熱烈關注。

    超導體的基本性質就是電子會組成超導電子對,並產生無電阻的超導電流。一般而言檢驗超導性質的出現要作幾個重要的測量。首先要測量超導電子對與基態間所產生的能階。第二是測量聲子的密度。在BCS理論中,超導電子對是由聲子(晶格間的震盪)的作用而組成,而測量的方法則是將中子射入樣品中,觀察經革受到種子碰撞後所產生的"回音"。第三是檢查同位素效應,也就是用同位素取代樣品中的某些元素。

    今年三月在西雅圖舉辦的美國物理年會對硼化鎂有一個特別的大會討論,一共有79篇論文發表,熱烈程度甚至超過1987年高溫超導問世的情形。幾個重要的發現包括MgCNi3在8K也發現了超導性質,為第一個金屬鈣鈦礦結構(perovskite)的超導體 (釔鋇銅氧的92K超導體也是鈣鈦礦結構)。還有 Mg-B-Be在35K也有超導性質,而增加Be的濃度會使超導溫度降低。

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