超導(dǎo)陶瓷課件

超導(dǎo)陶瓷小組成員：徐銀芳、石星星、秦帆、

宋肖密、張小娟、張雪楊一、超導(dǎo)陶瓷的定義及特性二、超導(dǎo)陶瓷的工藝流程三、超導(dǎo)陶瓷的應(yīng)用四、超導(dǎo)陶瓷的發(fā)展趨勢一、超導(dǎo)陶瓷的定義及特性定義超導(dǎo)陶瓷是指具有超導(dǎo)特性的陶瓷材料，與其他超導(dǎo)體的性質(zhì)一樣，超導(dǎo)陶瓷在完全導(dǎo)電性下電阻為零，處于外界磁場中完全抗磁。超導(dǎo)陶瓷在諸如磁懸浮列車、無電阻損耗的輸電線路、超導(dǎo)電機(jī)、超導(dǎo)探測器、超導(dǎo)天線、懸浮軸承、超導(dǎo)陀螺以及超導(dǎo)計(jì)算機(jī)等強(qiáng)電和弱電方面有廣泛應(yīng)用前景。二、超導(dǎo)陶瓷的制備方法a.固相法：含直接加工粉末法、護(hù)套法、粘接劑法（固相反應(yīng)，擴(kuò)散析出）b.液相法：熔融體急冷法、溶媒法、有機(jī)酸鹽法、溶膠法（即將粉末溶入媒中）c.氣相法：含濺射法（需薄膜優(yōu)異，蒸鍍緩慢）和化學(xué)蒸鍍法（速度快）Y-Ba-Cu-O系超導(dǎo)陶瓷的制備如下：將材料物質(zhì)（Y2O3，BaCO3和CuO）稱量、烘干、混合、粉碎在900~950攝氏度下的氧氣氛圍中煅燒12h

球磨粉碎，加壓成型再在900~1000攝氏度下的氧氣氛圍中燒結(jié)氧氣氛圍中急劇冷卻至750攝氏度

持續(xù)在氧氣氛圍中冷卻至室溫

制備過程中的要求

這個(gè)過程中原料的純度、粒度、狀態(tài)、活性、合成的溫度、燒成制度、氣氛、合成是否充分配料及合成后磨細(xì)的情況、成型條件、熱處理?xiàng)l件等都對(duì)燒結(jié)體的超導(dǎo)性有極大的影響。原料一般選用氧化物或碳酸鹽，各種原料要求純、細(xì)，配料時(shí)稱量一定要嚴(yán)格按YBa2Cu3O7（簡稱123相）配比，球磨時(shí)用去離子水或蒸餾水及無水乙醇等分散劑，進(jìn)行磨細(xì)及充分均勻混合。第一次合成后，再混合磨細(xì)是的介質(zhì)不能用去離子水，必須用無水乙醇。制備過程中的要求由于組成YBa2Cu3O7的有兩種不同的晶體結(jié)構(gòu)，其中正交（123相）為超導(dǎo)相，另一種四方相為非超導(dǎo)相。而123相在750攝氏度下才能穩(wěn)定存在，因此需要快速冷卻至室溫。通常氣氛為氧氣流，流速需控制在0.3L/min左右。為得到單一均勻的（123相）合成料，一般應(yīng)嚴(yán)格控制合成制度，以保證合成充分完成。在YBa2Cu3O7超導(dǎo)陶瓷工藝中，最大的問題是確定燒結(jié)制度。實(shí)際上，YBa2Cu3O7較難燒結(jié)，且高溫下不一致熔融，呈現(xiàn)分解熔融，往往加入少量燒結(jié)助劑，但這樣會(huì)使超導(dǎo)材料的特性變差，所以有必要改善粉體的特性和想選擇適當(dāng)?shù)臒Y(jié)制度。（2）超導(dǎo)電磁性推進(jìn)器和空間推進(jìn)系統(tǒng)。例如船舶電磁推

進(jìn)裝置。其推進(jìn)原理是：在船體內(nèi)部，安裝一個(gè)超導(dǎo)磁體，在海水中產(chǎn)生強(qiáng)大的磁場。同時(shí)，在船體側(cè)面放一電極，在海水中產(chǎn)生了強(qiáng)大的電流。在船尾后的海水中，磁力線和電流發(fā)生交互作用，海水在后面對(duì)船體產(chǎn)生了強(qiáng)大的推動(dòng)力。3、在選礦和探礦等方面在礦冶方面由于一切物質(zhì)都具有抗磁性或順磁性，可以利用超導(dǎo)體來進(jìn)

行選礦和探礦等。4、在環(huán)保和醫(yī)藥方面（1）在環(huán)保方面可以利用超導(dǎo)體對(duì)造紙廠、石油化工廠等的廢水進(jìn)行凈化處理。（2）在醫(yī)藥衛(wèi)生方面，生物體大都具有抗磁性，可以利用超導(dǎo)體作廢水處理，以去除細(xì)菌、病毒、重金屬等毒物。醫(yī)學(xué)上可把磁分離用于將紅血球從血漿中分離出。231醫(yī)學(xué)上的超導(dǎo)陶瓷材料上海磁懸浮列車超導(dǎo)陶瓷加熱棒由于超導(dǎo)陶瓷材料在使用條件下有一定的局限性，所以現(xiàn)在主要的任務(wù)就要在一般環(huán)境下也可以使用，使材料在接近室溫的條件下就可以體現(xiàn)出超導(dǎo)性質(zhì)。在價(jià)格方面，超導(dǎo)陶瓷材料比一般的陶瓷材料要高一些，所以未來的發(fā)展道路上應(yīng)盡量減少原料的成本，使成品價(jià)格比較低廉。

隨著更多超導(dǎo)陶瓷的發(fā)現(xiàn)，超導(dǎo)陶瓷已經(jīng)在日常生活和科研中扮演著不可替代的角色，它們被有效用作電子和工程材料，供人們創(chuàng)造新產(chǎn)品和新工藝。對(duì)于許多基本的和高技術(shù)的器件和設(shè)備來說，高性能的材料只占不到10%的成本，然而它們卻是決定因素，往往會(huì)限制整個(gè)技術(shù)的發(fā)展速度。于是，如美國、日本等經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國、科技大國爭相研發(fā)新型超導(dǎo)陶瓷，使之趨于商品化、市場化。而中國等發(fā)展中國家也積極從國外引進(jìn)技術(shù)，將超導(dǎo)陶瓷的研發(fā)納入科技發(fā)展的項(xiàng)目。相信這一技術(shù)的發(fā)展會(huì)極大的促進(jìn)人類的進(jìn)步，無論是經(jīng)濟(jì)，還是科技，都將會(huì)迎來巨大的變革。結(jié)論