33超导材料解析
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德镇陶瓷学院机电学院)//电子元件与材料.―2005,24(11).―33~34.当介质材料的εr一定时,谐振器的频率与其高度成反比。
通过试验发现:当谐振器的频率相同时,采用低εr的介质材料,可以降低研磨加工所需的精度要求,从而提高调频的工作效率。
采用εr=40介质材料制成1500MHz的谐振器,当高度误差为±0.01mm时,频率误差小于3MHz;如果采用εr=90的材料,则超过5MHz。
图1表2参5TM2862006050059 K ovar合金注射成形技术的研究/秦明礼,曲选辉,罗铁钢,段柏华(北京科技大学材料科学与工程学院)//真空电子技术.―2005,(4).―37~40.以Fe粉、Ni粉和Co粉为原料,研究了利用注射成形技术生产Kova r合金封装盒体的工艺。
选择了一种蜡基多聚物粘结剂体系,在粉末装载量为58%时,喂料的最佳注射参数是:温度160~170℃,压力90~120MPa。
以喂料的热分析结果为指导,制定出合理的热脱脂工艺,对于6mm×6mm ×50mm的注射坯,总共脱脂时间约为18h。
将脱脂坯在1300℃烧结后,材料的致密度可达8.06g cm-3,热膨胀系数在(4.5~6.0)×10-6K-1之间(25~450℃),所制备的封装盒体的气密性小于1.2×10-9Pa m3S-1。
图9表2参104、磁性材料、超导材料和器件O482006050060 CF4/C H F3反应刻蚀石英和BK7玻璃/黄长杰,王旭迪,汪力,胡焕林(合肥电力规划设计院)//真空.―2005,42(4).―49~51.用CF4/CHF3作为工作气体对石英和BK7玻璃进行了研究,分析了气体组分、气体流量和射频偏压等几种因素对刻蚀速率的影响,结果表明刻蚀速率与射频偏压的均方根成正比。
在1CF4;1CHF3的等离子体中由于与光刻胶良好的刻蚀选择比。
在石英基片上获得了侧壁陡直的槽形。
超导材料基础知识介绍超导材料具有在一定的低温条件下呈现出电阻等于零以及排斥磁力线的性质的材料。
现已发现有28种元素和几千种合金和化合物可以成为超导体。
特性超导材料和常规导电材料的性能有很大的不同。
主要有以下性能。
①零电阻性:超导材料处于超导态时电阻为零,能够无损耗地传输电能。
如果用磁场在超导环中引发感生电流,这一电流可以毫不衰减地维持下去。
这种“持续电流”已多次在实验中观察到。
②完全抗磁性:超导材料处于超导态时,只要外加磁场不超过一定值,磁力线不能透入,超导材料内的磁场恒为零。
③约瑟夫森效应:两超导材料之间有一薄绝缘层(厚度约1nm)而形成低电阻连接时,会有电子对穿过绝缘层形成电流,而绝缘层两侧没有电压,即绝缘层也成了超导体。
当电流超过一定值后,绝缘层两侧出现电压U(也可加一电压U),同时,直流电流变成高频交流电,并向外辐射电磁波,其频率为,其中h为普朗克常数,e为电子电荷。
这些特性构成了超导材料在科学技术领域越来越引人注目的各类应用的依据。
基本临界参量有以下 3个基本临界参量。
①临界温度:外磁场为零时超导材料由正常态转变为超导态(或相反)的温度,以Tc表示。
Tc值因材料不同而异。
已测得超导材料的最低Tc是钨,为0.012K。
到1987年,临界温度最高值已提高到100K左右。
②临界磁场:使超导材料的超导态破坏而转变到正常态所需的磁场强度,以Hc表示。
Hc与温度T 的关系为Hc=H0[1-(T/Tc)2],式中H0为0K时的临界磁场。
③临界电流和临界电流密度:通过超导材料的电流达到一定数值时也会使超导态破态而转变为正常态,以Ic表示。
Ic一般随温度和外磁场的增加而减少。
单位截面积所承载的Ic 称为临界电流密度,以Jc表示。
超导材料的这些参量限定了应用材料的条件,因而寻找高参量的新型超导材料成了人们研究的重要课题。
以Tc为例,从1911年荷兰物理学家H.开默林-昂内斯发现超导电性(Hg,Tc=4.2K)起,直到1986年以前,人们发现的最高的 Tc才达到23.2K(Nb3Ge,1973)。
1911年,荷兰科学家卡末林-昂内斯用液氮冷却汞,当温度下降到4.2K(-268.95℃)时,水银的电阻完全消失,这种现象称为超导电性,此温度称为临界温度。
根据临界温度的不同,超导材料可以被分为:高温超导材料和低温超导材料。
但这里所说的“高温”仍然是远低于冰点以下的。
1933年,迈斯纳和奥克森菲尔德两位科学家发现,如果把超导体放在磁场中冷却,则在材料电阻消失的同时,磁感应线将从超导体中排出,不能通过超导体,这种现象称为抗磁性。
1973年,发现超导合金—铌锗合金,其临界温度为23.2K(-249.95℃),这一纪录保持了近13年。
1986年,设在瑞士苏黎世的美国IBM公司的研究中心报道了一种氧化物(镧钡铜氧化物)具有35K(-240.15℃)的高温超导性。
这一年,美国贝尔实验室研究的超导材料,其临界温度达到40K(-235.15)液氢的“温度壁垒”(40K)被跨越。
1987年,美国华裔科学家朱经武以及中国科学家赵忠贤相继在钇-钡-铜-氧系材料上把临界温度提高到90K(-185.15℃)以上,液氮的“温度壁垒”(77K)也被突破了。
1987年底,铊-钡-钙-铜-氧系材料又把临界温度的记录提高到125K (-150.15℃)。
从1986-1987年这短短一年多的时间里,临界超导温度提高了近100K。
2008年3月25日和3月26日,中国科技大学陈仙辉组合物理所王楠林组分别独立发现了临界温度超过-233.15℃的超导体,突破了麦克米兰极限(麦克米兰曾经断定,传统超导临界温度最高只能达到39K),被证实为非传统超导。
2012年9月,德国莱比锡大学的研究人员宣布了一项进展:石墨颗粒能在室温下表现出超导性,研究人员将石墨粉浸入水中后滤除干燥,置于磁场中,结果一小部分(大约占0.01%)样本表现出抗磁性,而抗磁性是超导体材料的标志性特征之一。
虽然表现出超导体的石墨颗粒很少但这一发现仍然具有重要意义。
迄今为止,超导体只有在温度低于-110℃下才能够发挥作用。
CuZn33(2.028)铜锌合金化学成分力学性能介绍-绿兴金属牌号:CuZn33(2.028)化学成分:Cu:66-68.5Zn:余量Pb:0.05Sn:0.05力学性能:铜合金(copper alloy )以纯铜为基体加入一种或几种其他元素所构成的合金。
纯铜呈紫红色﹐又称紫铜。
纯铜密度为8.96﹐熔点为1083℃﹐具有优良的导电性﹑导热性﹑延展性和耐蚀性。
主要用于制作发电机﹑母线﹑电缆﹑开关装置﹑变压器等电工器材和热交换器﹑管道﹑太阳能加热装置的平板集热器等导热器材。
常用的铜合金分为黄铜﹑青铜﹑白铜3大类。
简介黄铜以锌作主要添加元素的铜合金﹐具有美观的黄色﹐统称黄铜。
铜锌二元合金称普通黄铜或称简单黄铜。
三元以上的黄铜称特殊黄铜或称复杂黄铜。
含锌低於36%的黄铜合金由固溶体组成﹐具有良好的冷加工性能﹐如含锌30%的黄铜常用来制作弹壳﹐俗称弹壳黄铜或七三黄铜。
含锌在36~42%之间的黄铜合金由和固溶体组成﹐其中最常用的是含锌40%的六四黄铜。
为了改善普通黄铜的性能﹐常添加其他元素﹐如铝﹑镍﹑锰﹑锡﹑硅﹑铅等。
铝能提高黄铜的强度﹑硬度和耐蚀性﹐但使塑性降低﹐适合作海轮冷凝管及其他耐蚀零件。
锡能提高黄铜的强度和对海水的耐腐性﹐故称海军黄铜﹐用作船舶热工设备和螺旋桨等。
铅能改善黄铜的切削性能;这种易切削黄铜常用作钟表零件。
黄铜铸件常用来制作阀门和管道配件等。
船舶常用的消防栓防爆月牙扳手,就是黄铜加铝铸造而成。
种类白铜以镍为主要添加元素的铜合金。
铜镍二元合金称普通白铜﹔加有锰﹑铁﹑锌﹑铝等元素的白铜合金称复杂白铜。
工业用白铜分为结构白铜和电工白铜两大类。
结构白铜的特点是机械性能和耐蚀性好﹐色泽美观。
这种白铜广泛用於制造精密机械﹑眼镜配件、化工机械和船舶构件。
电工白铜一般有良好的热电性能。
锰铜﹑康铜﹑考铜是含锰量不同的锰白铜﹐是制造精密电工仪器﹑变阻器﹑精密电阻﹑应变片﹑热电偶等用的材料。
黄铜黄铜是由铜和锌所组成的合金。
超导体及其应用超导材料,又称为超导体(superconductor)。
当某导体在一温度下,可使电阻为零而称之。
零电阻和抗磁性是超导体的两个重要特性。
使超导体电阻为零的温度,叫超导临界温度。
最初发现物体的超导现象是在1911年。
某些材料在极低的温度下,其电阻会完全消失,这令荷兰科学家卡?翁纳斯等人惊奇不已。
于是这以后,超导研究便成为一个重要课题。
关于超导体,科学家在不断的研究,因此也发现和创造出许多的超导材料例如1911年,荷兰物理学家卡莫林.昂内斯(H.Karmerligh-onnes)在莱顿(Leiden)实验室研究在极低温度下各种金属电阻变化时,首先发现水银(Hg)在4.2K 时电阻突然为零的现象(称为超导电性),揭开了超导研究的序幕.昂内斯由于1980年液化了氦和1911年超导现象的研究,获得了1913年度诺贝尔物理学奖.此后科学家们经过七十余年的努力,直到1986年初,已发现并制造出了解上千种超导材料,同时把金属及其合金超导材料的临界温度Tc(出现超导现象的温度)从4.2K提高到23.2K(1973年发现的NB3Ge化合物的Tc=23.2k,直到1985年一直保持着最高临界温度的记录),平均每年只获得0.253K的进展,然而在1986年却发生了突破.1986年1月,IBM苏黎世实验室的德国人贝德诺尔兹(J.G.Bednorz)瑞士人米勒(K.A.Muler)宣布发现可能达到Tc=35K的镧钡铜氧化物超导体。
超导体按不同条件可以分为不同种类例如.超导材料按其化学成分可分为元素材料、合金材料、化合物材料和超导陶瓷。
由温度的不同范围可分为高温超导体和低温超导体和常温超导体低温超导材料(low temperaturesuperconducting material) 具有低临界转变温度(Tc<30K),在液氦温度条件下工作的超导材料。
分为金属、合金和化合物。
具有实用价值的低温超导金属是Nb( 铌 ),Tc 为9.3K已制成薄膜材料用于弱电领域。
神奇的低温材料外国语学院 宋超【关键词】拿破仑的纽扣 冷脆 低温材料 材料化学一.从拿破仑的纽扣讲起1812年,在欧洲大陆上取得了一系列辉煌胜利的拿破仑兵败俄罗斯。
世人往往将其失败归结为战线拖得太长、后勤供应不上。
但加拿大著名化学家潘妮·拉古德所著《拿破仑的纽扣:改变历史的16个化学故事》中提到,一个简单的化学反应很有可能对拿破仑的失败起了重要作用。
拿破仑军的军服上,采用的是锡制纽扣。
锡是一种坚硬的金属,然而它有3种同素异形体——白锡、脆锡和灰锡。
在常温下,我们通常所看到的锡是银白色的白锡,白锡坚硬且稳定,而在低温下(13.2摄氏度以下),白锡可以开始发生化学反应而变成粉末状的灰锡。
Sn(s、灰)Sn(s、白);△H=+2.1kJ/mol白锡为银白色金属,有延展性,为四方晶系,密度为7.31g/cm3灰锡为金刚石形立方晶系,密度为5.75g/cm3灰锡比白锡密度小,因此低温下白锡体积膨胀,锡上会出现一些粉状小点,然后会出现一些小孔,最后其边缘会分崩离析。
如果温度急剧下降到零下33摄氏度时,就会产生锡疫(tin plague),晶体锡会变成粉末锡。
由于衣服上没有了纽扣,数十万大军在冰天雪地中敞开着衣服,许多人被活活冻死,还有一些人得病而死。
潘尼道:“毫无疑问,1812冬天的寒冷温度是造成拿破仑征俄大军崩溃的主要因素,而锡在低温度下可变的特性,正是拿破仑士兵被迫披上这些古怪衣服的真正原因。
”类似的案例也发生在了1867年冬天的俄国。
当气温达到零下38摄氏度以下,彼得堡海军仓库里发生了一件怪事:堆在仓库内的大批锡砖全部变成了灰色粉末。
而从仓库里取出军大衣发给士兵时,发现纽扣都不见了,同样只留下一些灰色粉末。
而在1912年,英国探险家斯科特率领一支探险队,在携带了大量给养的情况下冻死在了南极。
原来,斯科特一行人在返回的路上发现,储藏库里的装煤油的铁桶上有裂缝,煤油已经全部漏完了。
后来科学家们经过反复研究终于发现,原来盛煤油的铁桶是用锡焊的,当锡变成粉末时,煤油就顺着缝隙流出来了。
超导材料:具有在一定的低温条件下呈现出电阻等于零(零电阻)以及排斥磁力线(抗磁性)性质的材料。
研究历史:荷兰物理学家昂内斯在1908年成功的液化了氮气,1911年发现汞在4.2K下电阻突然消失,即超导现象。
1913年获得诺贝尔奖。
1973年,发现超导合金――铌锗合金(Nb3Ge),其临界超导温度为23.2K,这一记录保持了近13年。
1986年,高温超导体的研究取得了重大的突破,掀起了以研究金属氧化物陶瓷材料为对象,以寻找高临界温度超导体为目标的“超导热”。
1986年,美国IBM公司的研究中心报道了一种氧化物(镧钡铜氧化物La-Ba-Cu-O)具有36K的高温超导性。
1987年,亨茨维尔亚拉巴马大学的吴茂昆及其研究生,与休斯顿大学的中华民国科学家朱经武和他的学生共同发现了钇钡铜氧(Y-Ba-Cu-O),这是首个超导温度在77K以上的材料,突破了液氮的“温度壁垒”(77K)。
也因此引发了对新高温超导材料的研究热潮。
随后,中国科学家赵忠贤以及中华民国科学家朱经武相继在钇-钡-铜-氧系材料上把临界超导温度提高到90K以上。
1987年底,铊-钡-钙-铜-氧系材料(Tl-Ba-Ga-Cu-O)又把临界超导温度的记录提高到125K。
从1986-1987年的短短一年多的时间里,临界超导温度提高了近100K。
2001年,二硼化镁(MgB2)被发现其超导临界温度达到39K。
此化合物的发现,打破了非铜氧化物超导体的临界温度纪录。
特性:零电阻性:超导材料处于超导态时电阻为零,能够无损耗地传输电能。
抗磁性:超导材料处于超导态时,只要外加磁场不超过一定值,磁力线不能透入,超导材料内的磁场恒为零。
(磁悬浮列车)临界参量临界温度:外磁场为零时超导材料由正常态转变为超导态(或相反)的温度,以Tc表示。
Tc值因材料不同而异。
已测得超导材料的最低Tc是钨,为0.012K。
到1987年,临界温度最高值已提高到100K左右。
现在,日本发现超导陶瓷临界温度可达14℃。