臨界溫度的效應??? - 生活

By Edwina
at 2005-10-22T00:00

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臨界溫度ㄉ效應??
超音速???
磁浮列車的原理???
我要報告
要怎麼報告這3項呢
誰可以交交我勒???

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By Donna
at 2005-10-26T18:49

超導體接合技術的新突破

◎文：林彥宏，2001/12/27 下午 04:01:34

先複習一下，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。

By Hedwig
at 2005-10-26T07:42

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。

臨界溫度的效應??? - 生活

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