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铜业知识:铜氧化物

发2019-12-05 18:49

 

  摘要:  铜氧化物一般出现在在高温超导语境下,主要指的是钇钡铜氧,或称钇钡铜氧化物、YBCO,是化学式为YBa2Cu3O7-x的化合物。它是着名的高温超导体,属于第二类超导体,并且是*个制得转变温度在液氮沸点以上的材料。  简介  铜氧化物一般出现在在高温超导语境下,主要指的是钇钡铜氧,或称钇钡铜氧化物、YBCO,是化学式为YBa2Cu3O7-x的化合物。它是着名的高温超导体,属于第二类超导体,并且是*个制得转变温度在液氮沸点以上的材料。      历史  在1911年发现超导性后的第75年,在苏黎世IBM工作的约翰内斯·格奥尔格·贝德诺尔茨和卡尔·亚历山大·米勒发现特定的半导体氧化物可以在低于35K的温度下显示出超导性,特别是镧钡铜氧化物,一种缺氧钙钛矿型的潜在材料。    在此基础上,1987年,亨茨维尔亚拉巴马大学的吴茂昆及其研究生(Ashburn和Torng),与休斯顿大学的朱经武和他的学生共同发现了钇钡铜氧,也因此引发了对新高温超导材料的研究热潮。    YBCO是*超导温度在77K以上的材料,也就是说它的转变温度高于液氮的沸点,用相对便宜的液氮就可以冷却。之前发现的超导体都必须用液氦或液氢冷却(Tb=20.28K)。      应用  高温超导体有很多实际中的应用,例如可用作核磁共振成像、磁悬浮设施以及约瑟夫森结中的磁体。    主要有两个问题限暗示制了YBCO在超导方面的应用:    *,YBCO单晶有很高的临界电流密度,至于多晶则很低(保持超导态时仅能通过很小的电流)。这是由材料的晶粒界面造成:当晶界角大于约5°时,超导电流就无法越过界面。这个问题可由通过化学气相沉积制备薄膜或调准晶界得到改善。    第二,此类的氧化物材料很脆,以传统方法制成线状并不能很好地保留其超导性质。    另外,很多情况下大规模冷却物体至液氮的温度并不十分实际。

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