一、稀土超导材料

当某种材料在低于某一温度时，出现电阻为零的现象即超导现象，该温度即是临界温度（Tc）。超导体是一种抗磁体，低于临界温度时，超导体排斥任何试图施加于它的磁场，这就是所谓的迈斯纳效应。在超导材料中添加稀土可以使临界温度Tc大大提高，一般可达70～90K，从而使超导材料在价廉易得的液氮中使用，这就大大地推动了超导材料的研制和应用的发展。

超导现象是1911年由一位荷兰物理学家先发现的，当水银温度降低到43K时，水银便失去了电阻。随后超导体的研究开发一直在进行，到1973年，科学家们制得一种铌锗合金，其临界温度是23.3K。

1986年发现一些新的超导体，超导研究也因此取得了突破性进展，当时发现一种镧钡铜氧陶瓷，其临界温度为35K。1987年2月又发现YBa2Cu3O7-x高温超导体的临界温度达90K以上，大大超过了氮的沸点（77K）。稀土高温材料可以在液氮温度下工作。

二、超导材料主要应用领域

1．基础科学

利用超导装置可以正确测量磁场强度，磁通量、电流、电压、电磁能等许多物理量，而且这种仪器分辨能力高，如超导量子干涉仪可以正确测量人的心磁、脑磁以及地磁。普通超导体的zui大应用市场是在低温物理研究领域，先应用于探测器、焊接设备及粒子加速器。

2．电子工业

电子工业有可能是超导体的一个销售市场，在计算机上采用高温超导材料有两大优点：一是它减少了为冷却约瑟夫森装置所需的致冷；二是它通过回忆信号传递速度，改善了具有普通芯片的机器性能。在计算机中大规模应用高温超导薄膜可以加快计算速度。其运算速度比硅器件快1000倍。

电路的时间常数取决于电路的电阻和电容。如果没有电阻，时间常数减少到零，电路中的信号传递将会加速。在用半导体芯片的普通计算机里，可用加速元件开关速度的方法提高运行速度。电路可散布在芯片上，以保持冷却，但这样降低了运行速度。因为信号要走的距离长了，而约瑟夫森触点的开关时间仅有10-12秒，几乎没有热量产生。如果全部连线和电阻为零，则可大大减少热与功率的损耗。

3．在发电和电力传输方面

在电力工程设施中，如发电机、电动机、变压器、电力传输线及储能系统中，由于线路有电阻，因此会有大量的电损耗并转变为热。由于超导体的电阻为零，YBa2Cu3O7陶瓷超导体的热导率很低，所以，它们在这方面的应用潜力很大。英国的ICI材料研究所用YBa2Cu3O7线圈试制了一台发电机，当线圈转数为1500转/分时，发电机可产生2.5V的电压。目前超导体在电力设施中应用的主要问题是载流能力小，在超导体用于工业发电之前，仍需做大量的研究和试验工作。

在超导磁储能系统及电磁铁中使用高温超导线圈，会产生更强的磁场，因而会减少磁体的体积和重量，且不需铁芯。超导磁储能系统可以储存非高峰期多余的电能，以便高峰期使用。

超导体在能源方面的其他潜在应用领域有磁流体发电、热核发电及磁选机。磁选机除去煤矿中的硫，除去瓷土或矿石中的杂质。

4．超导磁悬浮列车

在列车车轮旁边安装小型超导磁体，在列车向前行驶时，超导磁体则向轨道产生强大的磁场，并和安装在轨道两旁的铝环相互作用，产生一种向上浮力，消除车轮与钢轨的摩擦力，起到加快车速的作用。高温超导体在悬浮列车上应用的研究集中在日本。

超导在运载上的其他应用可能还有用作轮船动力的超导电机、电磁空间发射工具及飞机悬浮跑道。

5．微波技术

微波技术是高温超导材料近期内可能得到重要应用的领域。近几年我国开展了多种超导微波器件的研究，制成的超导滤波器、超导天线、迟延线、振荡器、超导结型混频器等器件都具有水平。如为适应航天通讯需要研制的4.5GHz的YBCO超导体圆化微带天线，在77K温度下天线的反射系数为1.5dB，匹配良好，达到航天部超导磁窗项目要求。研制的超导微波带通滤波器，通带宽大于10175±50MHz，插损≤1.2dB，阻带L≥40dB，驻波比≤1.5。超导量子干涉器件是可以测量微弱磁场的器件。“八五”期间重点进行了这种器件的制造并应用于大地磁测量项目。在双晶结、台阶结、台阶边缘结的器件研制方面取得的成果均接近水平。在与德国合作进行的大地磁测量上，取得较好效果。

6．其它

医疗中利用超导体介子发生器可以治疗癌症，利用超导磁体可以治疗脑血管肿瘤。此外，军事上利用超导可以击毁导弹。

三、稀土超导材料的发展状况

人们预测，到本世纪末高温超导体将是稀土非常大的潜在市场。稀土超导体可用于采矿、电子工业、医疗设备、悬浮列车及能源等许多领域。80年代中期发现高温超导材料曾在范围掀起研究热潮。进入90年代，随着人们对高温超导材料认识的逐步加深，研究工作进入提高阶段，虽然从事超导研究的人员和发表的文章的数量减了下来，但各国对超导研究的投入并未减少。在这一背景下，我国超导研究也经历了适当缩小规模、突出重点和更加明确加强应用的变化过程。自近年在Y-Ba-Cu-O超导体研究方面取得重大突破以来，超导研究正在向实用化方向发展。总之，稀土在超导材料中的应用将越来越广泛，发展前途十分广阔。

真密度分析仪（TD-2200）使用步骤简介：

1、按国标GB1427的规定对试样进行取样及称量；在此过程中可先开启真密度分析仪主机，利用准备时间进行预热；

2、对取好样的样品进行烘干，烘干时严格设置温度及时间，防止发生危险；

3、将样品仓取出，装入样品并采用去皮称重法，利用万位天平进行称量，记录样品净重；

4、将装好样品的样品仓小心的放入实验仓，利用手柄及套筒关闭仓盖；

5、在触摸屏上新建任务，输入参数。由于开仓放入样品会导致加热系统部分热量损失，此时可通过在面板上设置预热时间，或等待预热完毕后，再开始按下触摸屏上的开始键；

6、测试完成后仪器主机发出提示音，此时可看到真密度数据结果，此结果可通过U盘导出。

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