我国研制出新型超高导电材料
- 格式:pdf
- 大小:908.74 KB
- 文档页数:1
材料界“网红一哥”——石墨烯5大应用领域,产业浪潮开启看点:应用领域不断拓展,石墨烯大规模产业化即将开始。
石墨烯属于二维碳纳米材料,具有优秀的力学特性和超强导电性导热性等出色的材料特性,其下游应用主要涵盖基础学科、新能源电池、柔性显示屏、传感器及复合材料等领域。
石墨烯的大规模商业应用方向主要分为粉体和薄膜,其中石墨烯粉体目前主要用于新能源、防腐涂料等领域,石墨烯薄膜主要应用于柔性显示和传感器等领域,其中来自新能源的需求超过 70%。
全球石墨烯行业市场规模呈稳步增长态势。
预计到 2020 年末,全球和国内石墨烯行业市场规模分别为 95 亿美元和 200 亿元,中国石墨烯市场规模约占全球石墨烯总市场规模的 30%,并有逐年提高的趋势。
本期的智能内参,我们推荐国信证券的研究报告,揭秘石墨烯的性能特点、产业链概况、下游需求和国内外行业现状。
本期内参来源:国信证券1性能强大的新材料之王石墨烯是 2004 年用微机械剥离法从石墨中分离出的一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料,英文名为 Graphene,为一层碳原子构成的二维晶体。
石墨烯与其他有机高分子材料相比,有比较独特的原子结构和力学特性。
石墨烯的理论杨氏模量达 1.0TPa,固有的拉伸强度为 130Gpa,是已知强度最高的材料之一,同时还具有很好的韧性,且可以弯曲,被誉为“新材料之王”、“黑金”。
▲典型的石墨烯结构图▲ 单层石墨烯是其他碳材料的基本元素石墨烯按照层数可分为单层石墨烯、双层石墨烯、少层石墨烯和多层石墨烯。
按照功能化形式可以分为氧化石墨烯、氢化石墨烯、氟化石墨烯等。
按照外在形态、又可分为片、膜、量子点、纳米带或三维状等。
▲石墨烯分类石墨烯具有超强导电性、良好的热传导性、良好的透光性、溶解性、渗透率、高柔性和高强度等出色的材料特性。
它的的应用领域非常广泛,主要集中在基础学科、新能源电池、柔性显示屏、传感器及复合材料等领域。
导电性最好的材料在现代科技发展的背景下,导电性材料的应用日益广泛,其在电子、通信、能源等领域扮演着重要的角色。
而在众多导电性材料中,有一些材料的导电性能表现得尤为突出,被广泛应用于各个领域。
本文将介绍一些导电性最好的材料,并探讨它们的特点和应用。
首先,碳纳米管是一种导电性能极好的材料。
碳纳米管具有优异的导电性和热导性,其导电性能甚至可以媲美铜和银。
碳纳米管具有极高的载流子迁移率和热导率,因此被广泛应用于电子器件、纳米电子学、传感器等领域。
同时,碳纳米管还具有优异的力学性能,具有很高的拉伸强度和弹性模量,因此也可以用于制备高强度的复合材料。
其次,石墨烯也是一种导电性最好的材料。
石墨烯是由碳原子以sp2杂化形式排列而成的二维晶体结构,具有优异的导电性和热导性。
石墨烯的载流子迁移率高达200,000 cm2/(V•s),是铜的100倍以上。
石墨烯还具有极高的强度和弹性模量,因此被广泛应用于柔性电子器件、导电材料、透明导电膜等领域。
石墨烯的出现,为导电性材料的研究和应用带来了革命性的突破。
此外,金属纳米线也是一种导电性能极好的材料。
金属纳米线具有极高的载流子迁移率和导电性能,是铜的数倍甚至数十倍。
金属纳米线可以制备成柔性透明导电膜,被广泛应用于柔性显示器、太阳能电池、触摸屏等领域。
金属纳米线的出现,为柔性电子器件的发展提供了新的可能性。
综上所述,碳纳米管、石墨烯和金属纳米线都是导电性最好的材料,它们具有优异的导电性能和力学性能,被广泛应用于电子、通信、能源等领域。
随着科技的不断进步,相信导电性材料会迎来更加美好的发展前景。
材料科学的最新研究成果材料科学作为一门重要的科学学科,探究了材料的物理、化学、结构和性能等方面,对于推动社会科技进步、促进经济社会发展起到至关重要的作用。
随着科技的不断发展,材料科学的研究也在不断推进。
下面,本文将为大家介绍材料科学的最新研究成果。
一、新型透明导电膜材料透明导电膜广泛应用于电子产品、光电器件等领域,目前常用的透明导电膜材料主要有氧化锌、氧化铟锡等。
然而,这些传统材料存在着导电性、稳定性等方面的问题。
近年来,材料科学家又研发出了一种新型透明导电膜材料——氮掺杂二氧化钛(N-TiO2),该材料的透过率高达90%以上,具有优异的导电性和光催化活性,是一种可持续利用的绿色材料。
二、柔性可穿戴电子材料随着科技的发展,越来越多的电子设备向着轻、薄、柔性、可穿戴的方向发展。
而这就需要寻找具有柔性、高强度、高导电性等特点的材料来制造硬件设备。
当前,在材料科学领域,柔性可穿戴电子材料是一个热门研究方向。
材料科学家成功研制出了一种柔性石墨烯电容器,它不仅可以承受弯曲,弹性恢复率高,而且电容量大,响应速度快,是柔性可穿戴电子领域可持续发展的重要材料。
三、新型锂离子电池材料锂离子电池正逐渐取代传统的铅酸电池、镍氢电池和镉镍电池,成为目前可重复充电、长寿命、高能量密度、环保的电池。
然而,锂离子电池的制造成本较高,且安全性差,它们往往无法满足人们对电池寿命、能耗、性能的要求。
在材料科学领域,科学家们正在研究开发新型锂离子电极材料,如硅复合材料、锰酸锂材料、氧化钒材料等,这些材料具有更高的能量密度、更长的使用寿命和更高的安全性。
四、新型染料敏化太阳能电池染料敏化太阳能电池已经成为了最具发展前景的太阳能电池之一。
在染料敏化太阳能电池中,染料起至关重要的作用,决定了电池的光吸收、电子传递和光电转换效率。
材料科学家们研究发现,通过改变染料的化学结构,可以提高电池的光电转换效率,同时也可以提高电池的稳定性和寿命,这些新型染料敏化太阳能电池能够大幅提高太阳能电池的能量转换效率,具有良好的发展前景。
材料科学中的超级导电性材料超级导电性材料是指具有比铜更高导电性能的材料。
这些材料在材料科学中具有极大的价值,因为它们可以被用于高速电子设备、高温超导电性设备和磁场传感器等领域。
本文将详细介绍超级导电性材料的种类和应用。
一、金属材料金属是超级导电性材料的经典代表。
在室温下,铜的电导率为58.4×106 S/m,但银(Ag)和金(Au)等金属的导电率超过了铜,因此它们具有超导电性。
此外,在极低温度下,一些金属例如铝(Al)和铉(Ce)也具有超导电性。
金属材料的超导电性主要应用于高速电子设备。
例如,在微电子学中,金或银纳米线电极的电阻性能显著提高,因此使用金属材料作为导体材料具有出色的效果。
二、有机材料相比于金属材料,有机材料在制备和成本方面更有优势。
在有机材料中,聚苯乙烯(PS)具有显著的超导性能。
此外,通过在有机材料中掺杂化合物或添加其他材料,如碳纳米管(CNT)和石墨烯(Gn),也可以制备出具有超导性的有机材料。
基于有机材料的超导性,可以制备出柔性电路、电子纸和智能穿戴设备等领域的应用,这些领域对于综合性能的要求更高。
三、二维材料二维材料具有独特的电子结构,因此被认为是超级导电性材料的候选材料之一。
石墨烯是最具代表性的二维材料之一。
它在理论上具有无限高的电子迁移率和卓越的超导电性能,因此非常适合用于高速电子设备制备。
除了石墨烯,二硫化钼(MoS2)等其他二维材料也被发现具有超导性能。
这些材料的导电性能甚至比铜高出数倍。
因此,它们在微电子学及石墨烯电荷传输场效应晶体管等领域具有广泛应用。
四、复合材料未来的超级导电材料将基于各种综合性能,因此复合材料是一种有前途的超级导电性材料。
通过在金属或二现类材料中掺杂二硫化钼等二维材料,可以制备出表现出更高导电性能的复合材料。
复合材料的应用范围更为广泛。
例如,在高温超导电性设备中,可以使用复合材料以提高其高温超导性能;在磁测仪和磁场传感器中,复合材料可以制备出大面积高灵敏度传感器。
导电最好的材料在现代科技领域,导电材料是一种非常重要的材料,它们可以在电子、通讯、能源等领域发挥重要作用。
导电材料是一种能够传导电流的材料,它们可以通过导电性能来实现电子设备的正常工作。
在众多导电材料中,有一些材料具有更好的导电性能,本文将介绍一些导电最好的材料。
首先,碳纳米管是一种导电性能非常优秀的材料。
碳纳米管具有优异的导电性能和机械性能,其导电性能远远超过铜和铝等传统金属材料。
碳纳米管具有很高的载流子迁移率和热导率,可以在微电子器件中发挥重要作用。
由于碳纳米管的独特结构和优异性能,它被认为是一种非常理想的导电材料。
其次,石墨烯也是一种导电性能非常出色的材料。
石墨烯是一种由碳原子构成的二维晶格结构,具有非常优异的导电性能和热导率。
石墨烯具有高达200,000S/cm的电导率,是铜的数倍,而且还具有非常好的柔韧性和透明性。
由于石墨烯的独特性能,它被广泛应用于柔性电子、光电子等领域。
除了碳基材料外,金属材料中的银也是一种导电性能非常优秀的材料。
银具有很高的电导率和热导率,是一种非常理想的导电材料。
在电子器件中,银材料可以作为导线、电极等部件,发挥重要作用。
由于银的优异导电性能,它被广泛应用于电子、通讯等领域。
此外,导电聚合物也是一种导电性能较好的材料。
导电聚合物是一种将导电性能与聚合物材料相结合的材料,它具有较好的导电性能和机械性能。
导电聚合物可以通过掺杂导电填料或者控制分子结构来实现导电性能,可以在柔性电子、光电子等领域发挥重要作用。
综上所述,碳纳米管、石墨烯、银和导电聚合物都是导电性能非常优秀的材料。
它们在电子、通讯、能源等领域发挥着重要作用,是现代科技领域不可或缺的材料。
随着科技的不断进步,相信会有更多导电性能优秀的材料出现,为人类社会的发展带来更多的惊喜和便利。
中国人在超导体领域的贡献
中国人在超导体领域做出了许多重要的贡献。
以下列举了一些具有代表性的贡献:
1. 高温超导体:中国科学家在1986年成功合成了世界上第一个高温超导体,即铋钡钡钛氧化物。
这一发现在超导体领域引起了巨大轰动,为开展高温超导研究打下了基础。
2. 超导磁体:中国科学家在设计、制造和应用超导磁体方面取得了重要进展。
超导磁体在医学成像(如核磁共振成像)、加速器、磁悬浮交通等领域具有广泛应用。
3. 超导电力技术:中国在超导电力技术方面也取得了突破。
中国建成了世界上首个超导电力电缆示范工程,通过利用超导材料的低电阻特性,实现了输电损耗的大幅减少。
4. 超导电子器件:中国科学家在超导电子器件的研制方面也做出了许多贡献。
他们开发出了高性能的超导量子干涉器件、超导量子比特和超导快速电子器件等。
5. 超导材料研究:中国长期致力于超导材料的研究,不断寻找新的高温超导材料和优化传统的低温超导材料。
这为超导体的应用和性能提高提供了基础。
总的来说,中国科学家在超导体领域做出了努力和贡献,推动了超导技术的发展和应用。
他们的研究不仅有助于提高能源利用效率、推动电力输送技术的进步,还在医学、电子器件等领域展示了巨大的潜力。
《贵金属-MXene纳米复合材料的研制及性能研究》贵金属-MXene纳米复合材料的研制及性能研究一、引言近年来,贵金属/MXene纳米复合材料由于其优异的电、磁、光等性能,在能源储存、催化、生物医疗等领域具有广泛的应用前景。
本文旨在研制贵金属/MXene纳米复合材料,并对其性能进行深入研究。
二、贵金属/MXene纳米复合材料的研制1. 材料选择与制备贵金属(如金、银、铂等)具有优异的导电性、催化性能和生物相容性,而MXene作为一种新型二维材料,具有高导电性、高强度和高化学稳定性等特点。
因此,选择贵金属和MXene作为复合材料的组成成分。
制备过程中,首先合成MXene纳米片,然后通过化学还原法或光还原法将贵金属纳米粒子负载在MXene纳米片上,形成贵金属/MXene纳米复合材料。
2. 制备工艺优化为提高贵金属/MXene纳米复合材料的性能,对制备工艺进行优化。
通过调整贵金属前驱体的浓度、反应温度、反应时间等参数,以及采用表面活性剂、还原剂等辅助手段,实现对贵金属纳米粒子的尺寸、形貌和分布的控制。
三、性能研究1. 电学性能贵金属/MXene纳米复合材料具有优异的电学性能。
通过测量复合材料的电导率、电阻率等参数,发现其电学性能随贵金属含量的增加而提高。
此外,MXene的高导电性和二维结构有利于提高电子传输速度和减少电子传输过程中的能量损失。
2. 催化性能贵金属/MXene纳米复合材料在催化领域具有广泛应用。
通过测试复合材料对某些有机反应的催化活性,发现其催化性能优于单一贵金属或MXene。
这主要是由于贵金属和MXene之间的协同作用,以及纳米级粒子提供的大量活性位点。
3. 稳定性与生物相容性MXene的高化学稳定性和生物相容性使得贵金属/MXene纳米复合材料在生物医疗领域具有潜在应用价值。
通过测试复合材料在生理环境中的稳定性以及与生物体的相互作用,发现其具有良好的生物相容性和较低的生物毒性。
四、结论本文成功研制了贵金属/MXene纳米复合材料,并对其性能进行了深入研究。
高温超导材料樊世敏摘要自从1911年发现超导材料以来,先后经历了简单金属、合金,再到复杂化合物,超导转变温度也逐渐提高,目前,已经提高到164K(高压状态下)。
本文主要介绍高温超导材料中的其中三类:钇系(YBCO)、铋系(BSCCO)和二硼化镁(MgB2),以及高温超导材料的应用。
与目前主要应用领域相结合,对高温超导材料的发展方向提出展望。
关键词高温超导材料,超导特性,高温超导应用1 引言超导材料的发现和发展已经有将近百年的历史,前期超导材料的温度一直处于低温领域,发展缓慢。
直到1986年,高温超导(HTS)材料的发现,才进一步激发了研究高温超导材料的热潮。
经过20多年的发展,已经形成工艺成熟的第一代HTS带材—-BSCCO带材,目前正在研发第二代HTS带材-—YBCO涂层导体,近一步强化了HTS带材在强电领域中的应用。
与此同时,HTS薄膜和HTS块材的制备工艺也在不断地发展和完善,前者己经在强电领域得到了很好的应用,后者则在弱电领域中得到应用,并且有着非常广阔的应用前景.2 高温超导体的发现简史20世纪初,荷兰莱顿实验室科学家卡默林昂尼斯(H K Onnes)等人的不断努力下,将氦气液化[1-7],在随后的1911年,昂尼斯等人测量了金属汞的低温电阻,发现了超导电性这一特殊的物理现象.引起了科学家对超导材料的研究热潮。
从1911到1932年间,以研究元素超导为主,除汞以外,又发现了Pb、Sn、Nb等众多的金属元素超导体;从1932到1953年间,则发现了许多具有超导电性的合金,以及NaCl结构的过渡金属碳化合物和氮化物,临界转变温度(Tc)得到了进一步提高;随后,在1953到1973年间,发现了Tc大于17K的Nb3Sn等超导体.直到1986年,美国国际商用机器公司在瑞士苏黎世实验室的科学家柏诺兹(J。
G。
Bednorz)和缪勒(K。
A。
Müller)首先制备出了Tc为35K的镧—钡—铜—氧(La—Ba—Cu-O)高温氧化物超导体,高温超导材料的研究才取得了重大突破[10,11]。
ca199结构(实用版)目录1.介绍 CA199 结构2.CA199 结构的特点3.CA199 结构的应用4.我国在 CA199 结构研究方面的进展正文CA199 结构是一种新型的结构形式,其全称为碳纳米管阵列/石墨烯纳米片异质结构。
这种结构具有很多独特的性质,如高机械强度、优异的导电性能和良好的热稳定性。
近年来,CA199 结构在能源、催化和电子器件等领域得到了广泛的应用。
CA199 结构是由碳纳米管阵列和石墨烯纳米片组成的一种异质结构。
碳纳米管阵列具有良好的机械强度和高导电性能,而石墨烯纳米片具有大的比表面积和良好的热稳定性。
这两种材料的结合使得 CA199 结构在很多方面具有优越性能。
CA199 结构的特点主要表现在以下几个方面:首先,它具有高机械强度,这得益于碳纳米管阵列的存在。
其次,它具有优异的导电性能,这主要来源于碳纳米管阵列和石墨烯纳米片的导电性能。
最后,它具有良好的热稳定性,这主要得益于石墨烯纳米片的热稳定性。
CA199 结构在能源、催化和电子器件等领域得到了广泛的应用。
在能源领域,CA199 结构可以用作储能材料和催化材料。
在催化领域,CA199 结构可以用作催化剂,以提高化学反应的速率和选择性。
在电子器件领域,CA199 结构可以用作导电材料和热管理材料。
我国在 CA199 结构研究方面取得了一系列的进展。
我国科研人员已经成功制备出了 CA199 结构,并对其性能进行了深入研究。
此外,我国还开展了 CA199 结构在能源、催化和电子器件等领域的应用研究,并取得了一定的成果。
总之,CA199 结构是一种具有很多独特性质的新型结构形式。
它具有高机械强度、优异的导电性能和良好的热稳定性,这使得它在能源、催化和电子器件等领域得到了广泛的应用。
材料科学中的超级导电性材料超导材料是指在低温下能够以零电阻和完全抗磁性的方式输运电流的材料。
自从超导现象在1911年被发现以来,材料科学家一直在努力寻找新的超导材料,尤其是在室温下能够实现超导的材料。
室温超导材料的发现将对电力输送、磁共振成像等领域产生巨大的革命性影响。
虽然第一例超导材料是铅,但它的低临界温度使其应用受限。
随着材料科学的发展,人们发现了一些其他具有更高转变温度的超导材料,如铜氧化物和铁基超导体。
这些超导材料的发现引起了学术界和工业界的广泛兴趣,因为它们的应用潜力巨大。
铜氧化物超导体是目前已知的转变温度最高的超导材料,其临界温度可高达近150K。
尽管这种温度仍然需要液氮冷却,但相对于铅等传统超导材料的4K低温要求来说,这已经是一个重大的突破。
铜氧化物超导体在电力输送和能源储存方面有着巨大的应用潜力。
然而,要实现室温超导仍然存在挑战,因为铜氧化物超导体的高温超导机理仍不完全清楚。
铁基超导体是另一类研究热点,它们具有相对较高的临界温度,并且由丰富的基元组成,结构复杂性高。
这些超导材料的结构和性质之间的关系是材料科学研究的难点之一、铁基超导体的理论研究和实验研究相辅相成,为人们揭示了超导机制的奥秘,并推动了超导材料的发展。
除了铜氧化物和铁基超导体,还有其他一些材料也表现出超导性质,如铟铋系列化合物和钴铜硒等。
这些材料大都是复合材料,通常由多个元素组成。
材料科学家通过调整元素组成和结构来改善超导性能,并寻找新的超导材料。
超导材料的研究不仅是为了实现高温超导和应用开发,还有助于深入理解材料的电子结构和物理性质。
这些研究对于开发新的功能材料和提高材料性能具有重要意义。
总的来说,超导材料在材料科学领域有着重要的地位和广阔的前景。
随着研究的深入和技术的进步,相信未来会有更多具有高温超导性能的材料被发现,并应用于各个领域,为人类带来更多福祉。
石墨烯(人类目前最强的功能材料)是目前已知的最薄最轻的一种材料,单层的石墨烯只有一个碳原子的厚度(3.4Å)。
导电性极强:石墨烯是世界上导电性最好的材料,电子在其中的运动速度达到了光速的1/300,远远超过了电子在一般导体中的运动速度。
超高强度:石墨(由石墨烯一层一层摞起来的)是矿物质中最软的,但被分离成一个碳原子厚度的石墨烯后,性能则发生突变,其硬度金刚石还高,却又拥有很好的韧性,且可以弯曲。
瑞典皇家科学院在颁布2010年诺贝尔物理学奖的时候曾这样比喻其强度:利用单层石墨烯制作的吊床可以承载一直4Kg的兔子。
这样可以估算,如果将多层石墨烯叠放在一起,使其厚度与食物保鲜膜相同的话,便可以承载一辆2吨重的汽车。
超大比表面积:由于石墨烯的厚度只有一个碳原子厚,即3.4Å ,所以石墨烯拥有超大的比表面积,理想的单层石墨烯的比表面积能够达到 2630 m2/g,而普通的活性炭的比表面积为 1500 m2/g,超大的比表面积使得石墨烯成为潜力巨大的储能材料。
1.石墨烯基处理器运行速度将达 1000GHz 多晶硅目前已经成为半导体产业的基础原料,被大量应用于集成电路。
随着制作工艺的不断提升,目前硅基芯片的运行速度已经达到了 GHz的级别。
随着技术的不断进步,对于计算机运行速度的要求也不断提高,目前的硅基集成电路的发展受到了本身材料的限制,在室温下硅基处理器的运行速度达到4-5GHz 后就很难在继续提高。
石墨烯拥有比硅更高的载流子迁移率(即载流子在电场作用下运动速度快慢的量度),是一种性能非常优异的半导体材料,电子在石墨烯中的运行速度能够达到光速的1/300,要比在其他介质中的运行速度高很多,而且只会产生很少的热量。
使用石墨烯作为基质生产出的处理器能够达到 1THz(即1000GHz)。
石墨烯未来很可能成为硅的替代者,成为半导体产业新的基础材料。
代替硅生产超级计算机。
2. 石墨烯提升锂离子电池性能锂离子电池已经成为当前用途最广泛、前景最广阔的电池能源,其结构由正极、负极、隔膜和电解液组成。
石墨烯离子接地模块近年来,随着科技的不断发展,石墨烯作为一种新型材料备受瞩目。
石墨烯具有超高的导电性、机械强度和热导率,因此被广泛应用于电子、能源、材料等领域。
其中,石墨烯离子接地模块作为一种新型接地装置,正在逐渐引起人们的关注。
石墨烯离子接地模块是一种用于电子设备接地的新型装置。
传统的接地装置主要采用金属材料,但存在导电性能差、易受腐蚀等问题。
而石墨烯离子接地模块采用石墨烯材料制成,具有出色的导电性能和耐腐蚀性,能够有效地提高接地效果。
石墨烯离子接地模块的工作原理是基于石墨烯材料的特殊结构和性能。
石墨烯是由碳原子形成的二维晶格结构,具有高度的电子迁移率和导电性能。
当电流通过石墨烯离子接地模块时,石墨烯材料能够提供低阻抗的导电路径,将电流迅速引导到地面,从而实现有效的接地保护。
与传统接地装置相比,石墨烯离子接地模块具有许多优势。
首先,石墨烯材料具有高度的导电性能和导热性能,能够快速将电流引导到地面,提高接地效果。
其次,石墨烯材料具有较高的机械强度和耐腐蚀性,能够长期稳定地工作。
此外,石墨烯离子接地模块还具有体积小、重量轻、安装方便等优点,能够满足现代电子设备对接地装置的要求。
石墨烯离子接地模块的应用范围广泛。
首先,它可以应用于各类电子设备的接地保护,如计算机、手机、电视等。
其次,石墨烯离子接地模块还可以用于电力系统、通信系统、雷达系统等领域,提供有效的接地保护。
此外,石墨烯离子接地模块还可以用于工业领域,如化工厂、石油装备等,确保设备的安全可靠运行。
然而,石墨烯离子接地模块也存在一些挑战和限制。
首先,石墨烯材料的制备工艺较为复杂,制造成本较高。
其次,石墨烯离子接地模块在实际应用中还需要解决与其他材料的兼容性问题。
此外,石墨烯离子接地模块的长期稳定性和可靠性还需要进一步研究和验证。
石墨烯离子接地模块作为一种新型接地装置,具有较高的导电性能和耐腐蚀性,能够有效提高接地效果。
它广泛应用于电子、能源、材料等领域,为各类电子设备提供有效的接地保护。
超导材料的研究进展及应用导电材料由于电阻的存在,在输电过程中会不断消耗电能,尤其是远距离电能传输,造成极大的能源浪费,这个问题一直困扰着各国学者。
找到一种材料电阻很小甚至没有电阻代替现有的导电材料以减少输电损耗一直是各国科学家们梦寐以求的愿望。
通常来说,导体的电阻随温度的降低而降低,所以人们致力于寻找一个低温环境,获得小电阻的导体。
1908年莱顿实验室成功制得液氦,获得4.25K的低温,这一技术促进了超导技术的发展。
在此之后的3年,荷兰物理学家昂纳斯发现当温度降到4.2K时,汞的电阻突然消失,这就意味着电流流经导体时没有热损耗,这一发现震动全世界,掀起了超导研究的一股热潮,昂纳斯也因此获得1913年诺贝尔奖,并将在一定温度条件下电阻突然消失的现象称之为“超导”,处于超导状态的导体称之为“超导体”,具有这一性质的材料称为超导材料。
一、超导材料的发展自昂纳斯发现汞的超导特性之后,越来越多的超导材料进入人们视野,人们发现元素周期表中的很多材料都具有超导性,很长一段时间内科学家们把元素、合金、过渡金属碳化物以及氮化物作为超导材料的研究对象,直到1985年金属间化合物铌锡(Nb3Sn)的出现,虽然其临界转变温度仅23.2K,却拓宽了超导材料的研究思路。
用液氦做致冷剂实现低温,由于氦原子间的相互作用力和原子质量都很小,很难液化,再加上氦资源缺乏等因素导致液氦价格昂贵,但如果没有液氦,低温超导材料的研究就会受到严重的阻碍,进而影响到研究工作的开展,最终导致超导材料在应用上受限。
因此,寻求新的超导材料以获得较高的超导转变温度,改变只能采用液氦做制冷剂的局面是各国科学工作者们重点关注的方向。
这一设想在1986年得以实现,超导材料的研究取得了突破性进展。
1986-1987年先后发现了超导临界转变温度(Tc)值为35K的钡镧铜氧化物、90K的钇-钡-铜-氧(YBaCuO)超导材料、125K的铊系高温超导体,打破了之前只有在液氦温区工作的禁区。
架空线路用高导电率耐热铝合金导线的研制祝志祥;韩钰;陈新;陈保安;刘东雨;韩爱芝【摘要】针对目前国产耐热铝合金导线较常规钢芯铝绞线的导电率低、输电线损较高阻碍其大范围应用的技术问题,介绍研制新型耐热铝合金导线的思路.以价格相对低廉的常规工业纯铝锭(99.7%A1)为原料,利用微合金化作用进行铝合金成分及微观组织结构的控制,并通过Zr元素含量的优化调整,在实验室采用小试线方式制备出高导电率、低成本的耐热铝合金单丝样品.目前.该技术已通过线缆生产车间连铸连轧生产线的试验验证,为后续高导电率耐热铝合金导线的生产及示范应用奠定了良好基础.【期刊名称】《中国电力》【年(卷),期】2014(047)006【总页数】4页(P66-69)【关键词】耐热铝合金导线;增容;输电线路;导电率【作者】祝志祥;韩钰;陈新;陈保安;刘东雨;韩爱芝【作者单位】国网智能电网研究院电工新材料及微电子研究所,北京102211;国网智能电网研究院电工新材料及微电子研究所,北京102211;国网智能电网研究院电工新材料及微电子研究所,北京102211;国网智能电网研究院电工新材料及微电子研究所,北京102211;华北电力大学能源动力与机械工程学院,北京 102206;国网河南省电力公司,河南周口 466000【正文语种】中文【中图分类】TM244.20 引言耐热铝合金导线具有低弧垂、增容等特性,可在尽量不更换杆塔的前提下进行线路改造,运行温度可提升至120℃以上,载流量提高40%以上[1-5],尤其适合新建大容量输电线路及居民密集区老旧线路的增容改造。
与国外相比,国产耐热铝合金导线采用的耐热铝合金材料,其20℃的导电率≤60%IACS(International Annealing Copper Standard,国际退火铜标准),输电线损较高,且制造时大多采用99.85%A l的高纯铝锭为原料进行生产,生产使用成本较高,一定程度上制约了其大规模发展及应用。
可用于超导变压器的超高强度高导电性纳米纯铜在沈面世佚名
【期刊名称】《中国电力》
【年(卷),期】2004(37)7
【总页数】1页(P83-83)
【关键词】超导变压器;高导电性;纳米材料;纯铜;导电材料
【正文语种】中文
【中图分类】TM42
【相关文献】
1.动物研究所周琪研究成果获Genoway国际转基因科技奖/叶玉如荣获世界杰出女科学家成就奖/合肥智能机械研究所农业信息技术应用系统研究应用成效显著/胡志红、张亚平荣获第八届"中国青年五四奖章"/北京正负电子对撞机光荣退役/金属研究所研制出超高强度高导电性纳米孪晶纯铜 [J],
2.超高强度高导电性纳米孪晶纯铜 [J],
3.金属所研制出超高强度高导电性纳米孪晶纯铜 [J],
4.超高强度高导电性纳米纯铜在沈面世 [J], 无
5.超高强度高导电性的纳米孪晶纯铜 [J], 朱未
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
一般来说增加导电性,有两个方法。
第一是把电子变多,第二是让电子跑的快些。
但在传统材料中,这两者很难同时达到。
这主要是由于电子数目多的情况下,电子会因为费米面的增大而大大增加散射几率,这其中一些大角度的背散射就会让电子的运动南辕北辙,从而降低迁移率,限制了材料导电性的进一步增强。
最近,修发贤课题组成功合成了砷化铌的纳米带。
测量发现,砷化铌纳米带在具有很高电子浓度的情况下仍然具有超高的迁移率。
为了进一步确认是什么原因导致了砷化铌纳米带具有超高的电导率,中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心副研究员张警蕾等人利用稳态强磁场实验装置,系统地研究了砷化铌纳米带的量子振荡。
得益于较高的测试磁场(最高使用场为32T),研究团队观测到一系列由费米弧表面态构成的量子振荡。
通过对这些量子振荡分析,研究人员发现砷化铌中的这种费米弧表面态具备低散射率的特性,即使在较高电子浓度的情况下,体系仍然保持低散射几率。
这些实验结果证明了砷化铌超高导电的机制源自外尔半金属特有的费米弧结构。
值得指出的是,和常规的量子现象不同,费米弧这一特性即使在室温仍然有效。
这一发现为材料科学寻找高性能导体提供了一个可行思路。
利用这种特殊的电子结构,可以在提高电子数量的同时,降低电子散射,从而实现优异的导电特性,这在降低电子器件能耗等方面有潜在应用。
该研究工作由复旦大学、中科院强磁场科学中心、南京大学、加州大学戴维斯分校、昆士兰大学、北京工业大学、苏黎世联邦理工学院、爱尔兰三一学院等多家单位合作完成。
修发贤为通讯作者,复旦大学博士生张成为第一作者,复旦大学本科生倪卓亮、强磁场中心张警蕾、复旦大学博士生袁翔为共同第一作者。
该研究在强磁场中心的实验部分得到了中科院科研仪器设备研制项目、中科院青年促进会、合肥物质科学技术中心创新项目培育基金等的支持。
碳基纳米盘可协同抑制肿瘤生长
记者3月21日从中科院强磁场科学中心获悉,该中心王辉研究员与华盛顿大学Miqin Zhang教授等合作,在癌症碳基药物载体方面取得新进展。
他们制备出一种类红细胞纳米载体——多功能荧光介孔碳基纳米盘。
相关研究结果日前发表在国际期刊《先进健康材料》上。
纳米尺度的药物输送载体因其响应型的药物释放、多模型的体内成像以及复合治疗的协同效应,近年来在生物医学领域展现了极高的应用前景。
科研人员以调控药物输送载体的形貌结构为出发点,利用金属有机分子为前驱体,采用溶剂热法和酸腐蚀等手段制备出“多功能荧光介孔碳基纳米盘”。
与此前已有的碳基纳米球相比,碳基纳米盘展现了更高的体外肿瘤细胞摄取率与体内肿瘤组织聚集率。
同时,碳基纳米盘还展现了波长调控的荧光成像能力和较高的抗癌药物载药率,如阿霉素,达到94.78wt%。
由于亲水性的表面性质和近红外光热转换性质,碳基纳米盘实现了pH/近红外刺激响应的药物释放能力。
体内治疗结果显示,碳基纳米盘可以同时实现癌症的光热治疗与药物化疗,展现了抑制肿瘤生长的协同型效应。
我国研制出新型超高导电材料据媒体报道,材料领域国际顶级期刊《自然·材料》,发表复旦大学修发贤团队最新研究论文《外尔半金属砷化铌纳米带中的超高电导率》,制备出二维体系中具有目前已知最高导电率的外尔半金属材料-砷化铌纳米带,电导率是铜薄膜的一百倍,石墨烯的一千倍。
业内表示,导电材料是电子工业的基础,现在最主要的材料是铜,而当铜变得很薄,进入二维尺度时,导电性迅速变差,功耗大幅度增加。
这是制约芯片等集成电路技术进一步发展的重要瓶颈。
新材料砷化铌不仅具有极高的电导率,同时,区别于超导材料只能在超低温下应用,它的高电导机制即使在室温下仍然有效。
这一发现在降低电子器件能耗等方面有重大价值。
铌具有热导率好、熔点高、耐腐蚀性好等优点,用途广泛,相关公司受关注。
比锂离子电池蓄电能力强?镁电池又有
新进展
中国粉体工业 2019 No.2 46。