高分辨差分比热测量方法及在高温超导体研究中的应用

差分比热实验方法是测量两个样品的比热差,具有高达万分之一的比热测量分辨率,适合测量相变时微小的比热变化及宽温区的电子比热.文章介绍了高分辨连续升温差分比热实验的测量原理和测量方法,并以铜氧化物高温超导体Y0.8Ca0.2Ba2Cu3O6+x为例,介绍了差分比热实验手段在宽温区电子比热的获得、正常态赝能隙及超导凝聚能研究等方面的应用.     

高温超导体角分辨光电子能谱研究及新进展

本文较详细地评述了高温超导体角分辨光电子能谱研究的所有主要方面的成就及最新进展。所涉及的主题有:角分辨光电子能谱基础知识,费米面的角分辨光电子能谱研究,超导能隙及对称性研究,赝能隙问题的角分辨光电子能谱研究,高温超导体的角分辨光电子能谱谱线形分析,近节点区域准粒子的色散行为,双层能带劈裂。所涉及的材料不仅有最广泛研究的Bi2212,还包括Bi2201,Bi2223,La＿214,Y 123乃至电子型掺杂的超导体。所引用的文献特别注意了从新一代高能量、动量分辨的能量分析器得到的系统、深入的工作。     

高温超导体磁通钉扎和磁通动力学研究简介

超导态是一个宏观量子相干态,其载流子是库珀对.在没有外加磁场和电流的时候,这些库珀对的运动行为用统一的波函数ψ=ψ0eiφ进行描述,其相位φ在宏观尺度上是相同的.当磁场低于一定值的时候,在超导体的边界处穿透深度内会出现一个屏蔽电流来对抗外磁场的侵入,样品处于迈斯纳态.然而,当磁场超过一定值的时候,磁场会进入到超导体中,迈斯纳态被破坏掉,在超导体内形成超导区和正常区及其相应的界面.根据此时这个界面处能量的正负,把超导体分成Ⅰ类和Ⅱ类超导体,分别对应正和负界面能.目前发现的绝大多数超导体都是Ⅱ类超导体,因为界面能为负值,因此进入到超导体的磁场会分离成最细小的单元,以保证最大的界面面积,降低系统能量.该最小的磁通束被称为磁通量子,其磁通量是Φ0=h/2e(h为普朗克常数, e为电子电量).这些磁通线之间有一定的排斥力,因此它们会形成点阵.当外加输运电流的时候,这些磁通线会受到一个洛伦兹力作用而运动,但是运动就会造成能量的损耗,超导体就会因此失去电阻为零的优良品质.通过在超导体中引入一些缺陷、杂质或位错,就可以把磁通钉扎住,超导体仍然可以有零损耗特性,而这个特性可以用于超导体的强电应用.本文将对磁通钉扎和磁通动力学及其研究方法做一点简单介绍.     

离心式冷压机系统超导磁悬浮轴承优化设计

离心式冷压机是大型低温超流氦制冷系统的核心部件,其低温、负压环境以及高速条件使得轴承工作寿命受到挑战。高温超导磁悬浮轴承具有载重大、抗干扰性强、无需主动控制等优点,因此应用潜力巨大。针对磁悬浮力与转子动力学性能的综合考虑,提出了一种优化设计方法和悬浮载重比优化指标,基于ANSYS磁场有限元软件,设计并优化完成一款小型高速超导磁悬浮轴承,悬浮刚度达到5.21×10~5N/m。相关结果表明,通过合理优化,超导磁悬浮轴承具备足够的悬浮刚度,可以满足相关应用需求。     

高温超导体中的慢速、平带和条纹

高温超导的研究热潮已经持续了１３年，凝聚态物理学界对这一空前复杂体系的研究兴趣至今未有衰退的趋势．最近，美国洛斯·阿拉莫斯国家实验室的Ｂａｌａｔｓｋｙ等，就转变温度Ｔｃ难于提高的问题，发表了独到的见解．为了探索高温超导的形成机理，Ｐ－Ｗ－Ａｎｄｅｒｓｏｎ很早就提出了所谓层间隧穿（ＩＬＴ）模型．按照Ａｎｄｅｒｓｏｎ的观点，对于高温超导体（ＨＴＳ）来说，驱动库珀对形成的“能量节省”，不是来自电声子相互作用，而是由于配对电子更容易在近邻ＣｕＯ２平面之间隧穿．库珀对在ｃ轴方向的隧穿引起了空间位置不确定…     

无源高温超导磁浮轴承两种方案比较

无源磁浮轴承的优点是结构简单、造价低廉、无需有源控制。文中探讨了两种无源磁浮轴承的方案 ;对两种方案的悬浮力、悬浮品质因数、悬浮刚度与悬浮稳定性进行了讨论、计算、比较 ;并且讨论了两种方案的优缺点及应用。比较结果表明 ,方案 1更适合于小型的飞轮储能系统 ,方案 2较适合于大中型飞轮储能系统。     

三籽晶YBCO块材阵列中缝隙变化对其电磁力的影响

利用自制的实验设备,采用两种不同结构的永磁轨道,本文实验研究了由三块多籽晶YBCO超导块材组成的超导阵列的悬浮力和导向力随块材之间缝隙的变化关系,分析了块材之间的电磁相互作用对其悬浮力的影响。结果表明,块材之间的相互作用对其悬浮力的影响很弱,而块材之间间隙的改变对其悬浮力和导向力的影响却非常明显,具体表现为:对于正上方水平磁场分量占优的永磁轨道,增加块材之间的间隙会提高导向稳定性,但同时会降低悬浮能力;对于正上方竖直磁场分量占优的永磁轨道,增加块材之间的间隙会提高悬浮能力,但同时会降低导向稳定性。由此可见,对于一个给定的磁悬浮系统,可以简单地通过改变块材之间的间隙来满足不同应用条件下对悬浮能力和导向稳定性的需求。     

高温超导磁阻电机的研究

本文针对超导磁阻电机结构并结合临界态模型,利用有限元法计算电机内部磁场和交直轴电抗,借以分析电机稳态工作特性,通过样机构造及其性能测试和分析,证实了HTS磁阻电机较传统电机能够以更小体积和重量实现更大的输出功率、更高的功率因数和效率,此项研究为百kW-MW级HTS磁阻发电/电动机研发奠定了良好的理论和实践基础.     

高温超导体磁通动力学和混合态相图(Ⅱ)

（上接2006年第1期第16页） 5涡旋态相图的发展 随着理论和实验工作的不断进展，高温超导体混合态相图变得丰富多彩．首先在涡旋玻璃态理论出现后，相图就较常规超导体有了很大的变化．在常规超导体中，相图上就只有两根标志相边界的线。     

超导电力技术新进展及其未来发展的思考

近年来高温超导材料研究取得很大进展,它在电力领域的应用研究已受到广泛关注,一些示范样机,诸如高温超导输电电缆、变压器、故障电流限制器、电机和储能装置已经研制成功并投入示范性试验.超导技术是21世纪具有战略经济意义的高新技术,文章将介绍高温超导电力应用研究的新进展及其未来发展的思考。