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超導材料科學與技術 版權信息
- ISBN：9787030722164
- 條形碼：9787030722164 ; 978-7-03-072216-4
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
超導材料科學與技術 內(nèi)容簡介
超導技術被譽為21世紀具有重大經(jīng)濟和戰(zhàn)略意義的高新技術，在國民經(jīng)濟諸多領域具有廣闊的應用前景。超導材料是超導應用發(fā)展的基礎。本書將全面、系統(tǒng)地論述超導材料的物理基礎、發(fā)展現(xiàn)狀、結構特性和制備過程中一系列關鍵技術及其應用。全書共10章，首先介紹超導體的基本現(xiàn)象、磁通釘扎及其特性和由磁通釘扎所引起的電磁現(xiàn)象，以及性能測試與表征技術等與超導應用相關的基礎知識，其次重點闡述低溫超導線材、Bi系高溫超導線帶材、YBCO涂層導體、MgB2超導線帶材以及鐵基超導線帶材的制備及加工、組織調(diào)控、磁通釘扎與傳輸性能和近期新應用進展。本書從理論與實踐上體現(xiàn)了當前超導材料及相關科技的靠前水平。 本書內(nèi)容翔實豐富、深入淺出，并附有大量附表和參考文獻，適合高等學校、科研院所、相關企業(yè)從事超導研發(fā)的科研人員、生產(chǎn)技術人員和管理工作者等閱讀，同時可作為超導物理與超導材料、材料科學與工程、物理、化學、電氣工程相關專業(yè)的師生學習參考用書。
超導材料科學與技術 目錄
目錄
序一
序二
前言
第1章 緒論 1
1.1 超導電性的發(fā)現(xiàn) 1
1.2 超導材料的發(fā)展歷程 2
參考文獻 6
第2章 超導體的基本特性和相關理論 7
2.1 零電阻效應 7
2.2 臨界磁場和臨界電流 8
2.3 完全抗磁性 10
2.4 超導材料的種類 12
2.5 倫敦理論 15
2.5.1 二流體模型 15
2.5.2 倫敦理論與磁場穿透深度 16
2.6 金茲堡–朗道(G-L)理論 18
2.6.1 G-L理論的兩個特征參數(shù)：穿透深度和相干長度 20
2.6.2 磁通量子效應 23
2.7 超導體的微觀機理——BCS理論 24
2.7.1 實驗基礎 25
2.7.2 庫珀對 26
2.7.3 BCS理論概述 28
參考文獻 29
第3章 超導材料的應用物理基礎——磁通釘扎與電磁特性 30
3.1 引言 30
3.2 第II類超導體的磁化曲線和相圖 31
3.3 磁通線及其結構 32
3.4 磁通釘扎中心和釘扎力 36
3.5 臨界態(tài)比恩模型 39
3.6 磁滯回線與不可逆場 41
3.6.1 磁滯回線 41
3.6.2 不可逆場 42
3.7 磁通運動的種類 43
3.7.1 磁通流動 43
3.7.2 磁通蠕動 44
3.7.3 磁通跳躍 45
3.7.4 增強穩(wěn)定性的措施 47
3.8 交流損耗 48
3.8.1 磁滯損耗 49
3.8.2 耦合損耗 50
3.8.3 自場損耗 52
3.9 實用超導材料及其應用要求 54
3.9.1 高臨界參數(shù) 54
3.9.2 強電應用對超導導線的要求 58
參考文獻 60
第4章 超導材料的物性測量與微觀結構表征技術 62
4.1 引言 62
4.2 超導材料物性的測量 62
4.2.1 臨界轉(zhuǎn)變溫度的測量 63
4.2.2 臨界磁場的測量 67
4.2.3 臨界電流密度的測量 70
4.2.4 實用化性能的測量 75
4.3 微觀結構表征技術 78
4.3.1 熱重和差熱分析 78
4.3.2 光學顯微鏡 79
4.3.3 X射線衍射 80
4.3.4 掃描電子顯微鏡及能譜分析 82
4.3.5 透射電子顯微鏡 83
4.3.6 電子背散射衍射 84
參考文獻 85
第5章 低溫超導材料 87
5.1 引言 87
5.2 NbTi合金 88
5.2.1 NbTi合金相圖 88
5.2.2 成分對NbTi合金性能的影響 90
5.2.3 NbTi超導體的制備技術 91
5.2.4 人工釘扎NbTi超導體的制備技術 105
5.2.5 實用NbTi線材小結 109
5.3 Nb3Sn超導材料 111
5.3.1 A15化合物簡介 111
5.3.2 Nb3Sn超導體 113
5.3.3 Nb3Sn線材的制備方法 118
5.3.4 Nb3Sn線材的臨界電流密度 128
5.3.5 Nb3Sn線材的機械性能 143
5.4 Nb3Al超導材料 149
5.4.1 Nb3Al超導體的物理特性 150
5.4.2 Nb3Al超導線材的制備技術 155
5.4.3 小結 162
參考文獻 162
第6章 氧化物高溫超導材料的結構、物性和磁通釘扎 168
6.1 引言 168
6.2 氧化物高溫超導體的晶體結構 169
6.2.1 鈣鈦礦型結構簡介 169
6.2.2 氧化物高溫超導體的層狀結構特征 170
6.2.3 氧化物超導體的晶格常數(shù) 176
6.3 影響臨界轉(zhuǎn)變溫度的幾個關鍵因素 177
6.3.1 氧含量和載流子濃度對Tc的影響 178
6.3.2 CuO2層數(shù)對Tc的影響 181
6.3.3 摻雜對Tc的影響 182
6.3.4 壓力對Tc的影響 184
6.4 氧化物超導體的超導特性 185
6.4.1 相干長度和各向異性 186
6.4.2 超導能隙 188
6.4.3 臨界磁場及其各向異性 189
6.4.4 氧化物超導體的臨界電流密度 193
6.4.5 晶界弱連接 198
6.5 氧化物高溫超導體的磁通釘扎特性 204
6.5.1 磁通物質(zhì)和磁通相圖 206
6.5.2 高溫超導體中的本征釘扎 208
6.5.3 磁通釘扎機制及分類 209
6.5.4 熱激活磁通蠕動 214
6.5.5 磁通渦旋玻璃–液態(tài)轉(zhuǎn)變與E-J曲線 220
6.5.6 不可逆線 223
6.5.7 尖峰效應 226
參考文獻 229
第7章 Bi系高溫超導線帶材 233
7.1 引言 233
7.2 Bi系超導體的結構特征及相關物理性質(zhì) 233
7.3 Bi系超導體的相圖 238
7.3.1 Bi-2212相 240
7.3.2 Bi-2223相 242
7.4 Bi系超導體的織構化 245
7.5 Bi-2223高溫超導帶材的制備技術 247
7.5.1 前驅(qū)粉的合成 248
7.5.2 冷加工工藝 253
7.5.3 熱處理工藝 260
7.5.4 高壓熱處理 265
7.6 微觀結構對臨界電流密度的影響 267
7.6.1 超導芯致密度 267
7.6.2 織構化 268
7.6.3 第二相和缺陷 272
7.6.4 銀/超導芯的界面結構 275
7.7 Bi-2223/Ag帶材的臨界電流密度 278
7.7.1 不同溫度下的Jc(B)特性 278
7.7.2 Bi-2223帶材Jc的弱連接特性 281
7.7.3 提高Jc的途徑 283
7.8 臨界電流傳輸模型 283
7.9 Bi-2223帶材實用化性能研究進展 287
7.9.1 力學性能 288
7.9.2 交流損耗 291
7.9.3 性價比和市場競爭力 293
7.10 Bi-2212高溫超導線材 293
7.10.1 Bi-2212線材發(fā)展簡況 294
7.10.2 Bi-2212線材制備技術 295
7.10.3 Bi-2212線材的熔融熱處理工藝 299
7.10.4 Bi-2212線材的微觀組織 308
7.10.5 前驅(qū)粉末的影響 313
7.10.6 滲漏問題 315
7.10.7 臨界電流密度 316
7.10.8 小結 318
參考文獻 318
第8章 第二代YBCO高溫超導帶材 324
8.1 YBCO超導體的晶體結構及晶界特征 324
8.2 YBCO高溫超導帶材的制備技術 329
8.2.1 YBCO高溫超導帶材的結構 329
8.2.2 金屬基帶及其制備技術 331
8.2.3 緩沖層 344
8.2.4 超導層 358
8.3 超導層的厚度效應 375
8.4 人工磁通釘扎技術 380
8.4.1 人工釘扎中心 381
8.4.2 提高超導磁通釘扎的途徑 387
8.5 臨界電流密度的各向異性 399
8.6 基于REBCO帶材的高溫超導磁體研究進展 403
8.7 涂層導體總結和展望 405
8.8 高溫超導塊材 406
8.8.1 YBCO體系的相圖 406
8.8.2 YBCO塊材的制備方法 408
8.8.3 高溫超導塊材的性能與發(fā)展 413
參考文獻 417
第9章 MgB2超導線帶材 427
9.1 引言 427
9.2 MgB2的晶體結構及相關物理性質(zhì) 428
9.2.1 MgB2的晶體結構 428
9.2.2 MgB2的電子結構 428
9.2.3 MgB2的超導機理 429
9.2.4 MgB2的物理化學性質(zhì) 430
9.3 Mg-B體系相圖及成相熱力學研究 433
9.3.1 Mg-B體系相圖 433
9.3.2 MgB2成相熱力學與動力學研究 436
9.4 MgB2超導體的多孔性 441
9.5 MgB2超導體的制備方法 443
9.5.1 MgB2多晶塊材 444
9.5.2 MgB2單晶樣品 445
9.5.3 MgB2超導薄膜 446
9.6 MgB2超導線帶材的制備方法 448
9.6.1 擴散法 448
9.6.2 連續(xù)裝管成型工藝 449
9.6.3 粉末裝管法 450
9.6.4 中心鎂擴散法 451
9.7 MgB2線帶材的PIT制備技術 452
9.7.1 粉末原料 452
9.7.2 包套材料的選擇 454
9.7.3 機械加工工藝 457
9.7.4 熱處理工藝 461
9.8 提高MgB2線帶材臨界電流密度的主要方法 464
9.8.1 化學摻雜 466
9.8.2 提高晶粒連接性 487
9.8.3 提高晶界釘扎的方法 492
9.8.4 PIT法線帶材小結 498
9.9 中心鎂擴散法制備MgB2線材 501
9.9.1 IMD工藝特點 502
9.9.2 影響IMD線材超導性能的主要因素 502
9.9.3 IMD線材的實用化研究 507
9.10 MgB2線材的應用研究 514
9.11 展望 516
參考文獻 517
第10章 鐵基超導線帶材 525
10.1 前言 525
10.2 鐵基超導體的晶體結構和基本特征 526
10.2.1 1111體系 526
10.2.2 122體系 527
10.2.3 111體系 528
10.2.4 11體系 528
10.2.5 新型結構體系 529
10.2.6 晶體結構與超導電性的關系 529
10.3 鐵基超導體的相圖 530
10.3.1 1111體系的相圖 531
10.3.2 122體系的相圖 532
10.3.3 11體系的相圖 533
10.4 鐵基超導體的超導特性 534
10.4.1 臨界轉(zhuǎn)變溫度 535
10.4.2 上臨界場 536
10.4.3 臨界電流密度 538
10.4.4 晶界載流能力 540
10.5 鐵基超導線帶材的制備技術 542
10.5.1 粉末裝管法 543
10.5.2 鐵基超導線帶材的早期研究 545
10.5.3 包套材料的選擇 546
10.5.4 鐵基超導前驅(qū)粉末 549
10.5.5 冷加工工藝 552
10.5.6 熱處理工藝 556
10.6 鐵基超導線帶材載流性能的提高研
展開全部
超導材料科學與技術 作者簡介
馬衍偉，中國科學院電工研究所研究員、博士生導師，中國科學院大學崗位教授。國家杰出青年科學基金獲得者（2010年），國家“萬人計劃”領軍人才，國務院政府特殊津貼專家。現(xiàn)為中國科學院電工研究所超導與能源新材料研究部主任、中國科學院物理研究所超導國家重點實驗室學術委員會委員、美國應用超導大會程序委員會委員、靠前低溫材料大會委員會委員、歐洲應用超導大會靠前咨詢委員會委員、IEEE電力與能源協(xié)會（PES）儲能技術委員會（中國）常務理事以及Superconductor Science and Technology、Physica C、《物理》等期刊編委。擔任國家重點研發(fā)計劃項目首席科學家、科技部重點領域創(chuàng)新團隊負責人。 長期從事實用超導材料、高比能不錯電容器及關鍵材料研究。相關工作曾入選科技部“十一五”國家重大科技成就展。迄今為止，發(fā)表SCI論文360多篇，獲得國家發(fā)明授權90余項，在靠前會議上作Invited/Plenary報告70多次。多次入選愛思唯爾中國高被引學者，獲得“中國科學院優(yōu)選工作者”榮譽稱號，并人選2019中國科學年度新聞人物。由于在新型鐵基超導材料實用化研究領域的開創(chuàng)性工作，榮獲歐洲應用超導學會“2019年靠前應用超導杰出貢獻獎”（系我國搶先發(fā)售獲獎）。
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