超导材料的应用及前景展望.docx

超导材料的应用及前景展望超导材料的应用及前景展望前言超导材料是指在低于特定的温度时，电阻为零的材料，它具有零电阻性，完全抗磁性，宏观粒子效应等特征。自1911年荷兰物理学家KamerlingOnnes发现超导现象以来，超导材料的发展迅速，并在电力、交通、医疗等方面相继得以应用。尽管超导材料的使用还未普及，但超导技术及材料的普及必将引起一次新的工业革命。1超导材料应用1.1超导材料在电力技术中的应用当今，电已经成为人们生活及社会生产等不可或缺的一方面。如何提高超导电力技术作为一种高效节能的供电方式，被美国能源部誉为“21世纪电力工业唯一的高新技术”。超导技术的研究为我们研究电力开辟了一条新的道路。1.1.1超导电缆人们将无电阻损耗、高电流密度的低温或高温超导线材制成超导电缆，并以液态氦或液态氮作为冷却介质冷却。超导电缆电流输送能力高于同样截面的普通电缆2-4倍；损耗仅为常规电缆的10%甚至更低；其强大的载流能力可减少输电线的使用，节约资源；同时符合绿色地球理念，绿色无污染。1.1.2超导发电机超导发电机的应用是在常规发电机的基础上，把发电机转子用超导材料代替而制成的。超导发电机体积仅是常规发电机的1/2，重量为常规发电机的1/3，但它的发电效率却可提高50%，紧凑性也大为提高。在飞机、舰艇等方面应用超导发电机，可以使超导发电机如鱼得水的发挥其优势，同时也可满足人们在速度效率等方面的要求。除超导电缆，超导发电机外，超导电力技术还被应用在了超导变压器，超导故障电流限制器，超导储能器等方面，可以说超导材料的不断发展也伴随着电力技术的不断进步。1.2超导在交通领域的应用随着人们对出行方式的不断优化，超导磁悬浮列车将会作为一种新的交通工具走进人们的生活。磁悬浮列车以其优于常规列车的速度，环境友好性，安全性，爬坡能力，舒适度等特性，必将极大地改善人们的出行方式与质量。磁悬浮列车的研制，也符合当前改善交通拥堵问题的基本要求。1.3超导在医疗领域的应用利用超导材料的周围磁场高均匀度，超级导磁能力等性质，超导体被运用在某些检测仪器中。例如超导技术在医疗上应用的成功范例之一——核磁共振仪。核磁共振成像在主磁体采用超导磁体后，磁场强度更强，稳定性大大提高，缩短了测量时间且成像更加清晰。它可以用来进行某些疾病的早期诊断，如检查骨头或肌肉的损伤以及癌症等疾病，中医经络原理的研究，化学活体检测等。2超导材料发展随着科技的日新月异，新的超导材料不断被发现。但因不同的本征特征，合成工艺及环境污染等因素的限制，使得有的超导材料失去了实用价值，而有的超导材料却极具实用价值。如制造超导电缆的各种线材，磁悬浮列车的应用等。以磁悬浮列车为例，目前磁悬浮列车技术处于前列的是日本与德国，日本与德国分别于1962年、1968年开始研究磁悬浮技术。德国在1971年进行了时速90km/h的列车载人实验，日本在1972年研制出了时速达204km/h的列车，而中国在1994年磁悬浮列车载人实验成功，成为了掌握磁悬浮技术的少数国家之一，继而在2002年研制出了可以载客的磁悬浮列车。除以上谈到的发展之外，超导材料还在制造超导逻辑器件与超导电脑，航海与航空领域等得以发展。3超导材料前景展望超导技术是21世纪具有战略意义的高科技，它的研制将会带来难以估测经济及社会效益。当超导材料及技术达到普及之后，会给国家带来变革性的影响，我国的科技水平的提高以及综合国力的提升，也会迈上一个新的台阶。因此，对于超导的研究，将会是各国的一个热点问题。例如，美国将超导技术作为能源战略之一，以此足见超导材料的重要性。结语：尽管超导材料与技术有如此多的应用及优点，但它也存在着许多人们目前尚未克服的技术困难，这也是超导应用尚未普及的原因之一。因此，要想超导材料及技术真正的造福人类，还需要无数科学工作者的不懈努力。-全文完-