超导材料应用举例PPT课件

1、 到80年代，超导材料的应用主要有：利用材料的超导电性可制作磁体，应用于电机、高能粒子加速器、磁悬浮运输、受控热核反应、储能等；可制作电力电缆，用于大容量输电（功率可达10000MVA）；可制作通信电缆和天线，其性能优于常规材料。利用材料的完全抗磁性可制作无摩擦陀螺仪和轴承。利用约瑟夫森效应可制作一系列精密测量仪表以及辐射探测器、微波发生器、逻辑元件等。利用约瑟夫森结作计算机的逻辑和存储元件，其运算速第1页/共15页 度比高性能集成电路的快1020倍，功耗只有四分之一。第2页/共15页1、超导发电机 在电力领域，利用超导线圈磁体可以将发电机的磁场强度提高到5 万6 万高斯，并且几乎没有能量损失

2、，这种发电机便是交流超导发电机。超导发电机的单机发电容量比常规发电机提高5 10倍，达1 万兆瓦，而体积却减少1/2 ，整机重量减轻1/3 ，发电效率提高50。 磁流体发电机 磁流体发电机同样离不开超导强磁体的帮助。磁流体发电发电，是利用高温导电性气体（等离子体）作导体，并高速通过磁场强度为5 万6 万高斯的强磁场而发电。磁流体发电机的结构非常简单，用于磁流体发电的高温导电性气体还可重复利用。第3页/共15页第4页/共15页其优点是： 1. 不存在常规变压器中的发热损耗，节能潜力； 2. 体积可以减少 40-60%； 3. 液氮代替变压器油，消除火灾隐患； 4.超导变压器的内阻极小，能够增大电

3、压的可调节范围。 第5页/共15页2、超导输电线路 超导材料还可以用于制作超导电线和超导变压器，从而把电力几乎无损耗地输送给用户。据统计，目前的铜或铝导线输电，约有15% 的电能损耗在输电线路上，光是在中国，每年的电力损失即达1000多亿度 第6页/共15页下图为高温超导电缆第7页/共15页其优点是： 1.高温超导电缆的电流密度可超过10000安培平方厘米，（传统电缆由于有电阻，电流密度只有300400安培平方厘米） 2.传输容量比传统电缆要高5倍左右，功率损耗仅相当于后者的40。第8页/共15页3、超导磁悬浮列车 利用超导材料的抗磁性，将超导材料放在一块永久磁体的上方，由于磁体的磁力线不能穿

4、过超导体，磁体和超导体之间会产生排斥力，使超导体悬浮在磁体上方。利用这种磁悬浮效应可以制作高速超导磁悬浮列车。 第9页/共15页下图是日本磁浮列车MagLev的原第10页/共15页4、核聚变反应堆“磁封闭体” 核聚变反应时，内部温度高达1 亿2 亿，没有任何常规材料可以包容这些物质。而超导体产生的强磁场可以作为“磁封闭体”，将热核反应堆中的超高温等离子体包围、约束起来，然后慢慢释放，从而使受控核聚变能源成为21世纪前景广阔的新能源 第11页/共15页第12页/共15页5、超导计算机 高速计算机要求集成电路芯片上的元件和连接线密集排列，但密集排列的电路在工作时会发生大量的热，而散热是超大规模集成电路面临的难题。超导计算机中的超大规模集成电路，其元件间的互连线用接近零电阻和超微发热的超导器件来制作，不存在散热问题，同时计算机的运算速度大大提高。此外，科学