高温超导材料可制造一家飞机发动机制造商吗

第二章超导体材料_图文_百度文库
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第二章超导体材料
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你可能喜欢新材料技术是武器装备的物质基础
人类文明的里程碑
新石器时代末期出现的制陶技术促进社会生产力发生第一次飞跃,青铜器的出现把人类从原始社会推进到奴隶社会,铁器的出现又把人类带到更为发达的封建社会。17世纪,钢铁材料被大量使用,促进了资本主义社会的基本形成。18~19世纪,钢铁材料更大规模的使用,促进了机械制造业的飞速发展。进入20世纪后,硅半导体材料的工业化生产,使计算机技术进入袖珍化时代;高温、高强度结构材料的出现,促进了宇航事业的发展;低损耗光纤技术的进步,开拓光通信长距离传输技术,改变了电信、军事装备和医学等领域的格局。鉴于材料技术的巨大作用,历史学家将它作为历史分期的标志,把社会发展划分为石器时代、青铜器时代、铁器时代、机械时代、信息时代等。
新材料技术的进展
20世纪80年代中期,智能陶瓷、金属系智能材料、高分子系智能材料、生物系智能材料等研究取得了较大的进展。美国的高温陶瓷结构材料可以耐高温1100摄氏度;硅半导体的纯度已达99.9999999%以上。80年代末,英法意等国利用在复合材料中植入光纤传感器,研究对材料内部的温度、动态和静态响应进行测量的技术,对由先进复合材料制造的飞机进行健康监测,解决汽车的自适应消声减振等问题。1989年6月,日本举办的新材料展览会表明,各种各样的新陶瓷、工程塑料、形状记忆合金、高温超导材料、生物材料等正渗透到日本人的生活中。1990年,中国研制成功无水冷陶瓷发动机,比金属发动机提高功效50%,节约能源40%。1995年,美国针对新型机种的试飞、试验,利用智能结构进行结构损伤检测和自诊断。许多国家研制的高功能复合材料,如高模量石墨碳纤维材料,被广泛应用于军用飞机;航天方面广泛应用结构重量轻、耐高温、韧性强的树脂基复合材料,制作固体发动机壳体、蒙皮面板、天线、支柱等。&&&
新材料技术的发展,从根本上改变着工业世界和军事装备面貌的大势,迫使各国将新材料的研究开发工作置于特殊地位,采取各种措施,力争抢占新材料技术前沿带,推动高技术各个领域持续稳定发展。
至20世纪末,人类发展对材料的积累已达65万种。但是,在这几十万种材料中,具有实用价值的不到10%,仅6万种左右。按用途分类,它们可分为结构材料和功能材料。所谓结构材料,是指使用它的力学和机械性能,制造的构件能承受拉、压、弯、剪以及冲击振动等机械力的作用,如制造飞机、坦克的合金钢、铝合金,建造大楼的钢筋混凝土。功能材料,是指使用它的热、声、光、电、磁、生、化等特性,用它制作的元器件能组成具有各种功能的主设备,如制造计算机集成电路的半导体材料、具有存贮信息功能的磁性材料等。按照传统的划分法,可用材料的类别分为金属材料、有机材料、无机非金属材料等三大类。
当前,人类对材料的性能功用提出越来越复杂的要求,按照传统的分类方法已经无法涵盖用于高新技术的特殊材料,因此形成了四大新的材料分类:(1)信息技术的新材料,主要有半导体材料,信息记录与信息传输材料。(2)能源新材料,主要有光电转换材料,储氢材料,超导材料。(3)新型的结构材料和功能材料,主要有新型合金材料,新型陶瓷材料,新型高分子材料,先进复合材料。(4)高技术新兴材料,主要有纳米材料,智能材料与结构。
在军事上的应用
新材料技术,是高技术发展的基本条件,是新兴产业和新型军队武器装备的物质基础。橡胶材料是重要的战略物资。天然橡胶的产量十分有限,一亩良田一年只能收获30公斤,只够生产一两个轮胎。靠天然橡胶根本无法满足军事上的需要,更不用说满足社会发展的需要。而运用高科技手段,通过发展代用材料或性能极高的橡胶产品,既满足军事上的需要,又减少对天然橡胶的依赖,弥补了自然资源的不足。
新材料技术的应用,使武器系统的&硬&杀伤力得到提高。采用轻型结构材料制成的现代火炮,具有体积小、重量轻、射速快的特点,威力增大,机动能力提高。采用新型复合材料制成的现代舰船,自重减轻,航速提高,海上机动作战能力更强。一些新材料的出现,还使高技术武器系统具有了&护身符&。给飞机、导弹、坦克、舰艇涂上隐形材料,雷达、声纳和红外线探测器等侦察装备就无法发挥其效能。美国在海湾战争中大量使用的隐身战斗轰炸机,就采用能吸收雷达波的隐身材料,将雷达电磁波吸收,使雷达无法发现目标,提高了战场生存能力。在现代军队的&软系统&中,新材料技术使指挥控制、信息传输手段更加先进,使&软&杀伤力越来越大。全球卫星地面定位系统,使战场上士兵利用手中小型联络器材便能同上级保持联络,报告自己所处的位置及战斗情况,使现代战争的面貌大为改观。
当前,军用新型材料研究的重点是复合材料、高温材料、功能材料和超导材料。复合材料强度大、比重小,具有良好的气动弹性和降低信号特征的功能,是制造飞机、火箭、卫星等航天飞行器构件的理想材料。高温材料在军用舰船、航空、航天技术中占有重要地位。从20世纪50年代以来,喷气式发动机的推重比增加2倍、燃烧效率提高1倍、两次大修间隔时间延长近100倍,在很大程度上得益于高温材料的进步。功能材料具有电光、电声、记忆等特殊功能,它们用量虽少,但非常重要。用超导材料制造磁轨炮,使储存着的电流在一瞬间放出,可击落正在飞行中的洲际导弹;用它制造军用电子计算机,可以使信息处理和作战指挥自动化达到新的水准;用它制造的特种开关,对某些种类的辐射非常敏感,军事防御系统可以根据微量的红外辐射来确定敌方导弹、卫星的位置并将其击毁。总之,如果一个国家没有先进的材料技术,就不可能研制并生产出先进的武器装备,也就不可能在战场上占有物质上的优势,军队战斗力也就难以得到明显提高。
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超导体的物理特性
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你可能喜欢高温超导材料的发展和应用现状_吴兴超 - 百度文库
高温超导材料的发展和应用现状_吴兴超
2014年8月材料开发与应用
)04-0095-06文章编号:1003-
高温超导材料的发展和应用现状
徐吴兴超,李永胜,
(材料评价与设计教育部工程研究中心,南京理工大学,江苏南京210094)
要:综述了高温超导材料的发展和在强电和弱电领域如电力能源、交通运输、高能物理、生物医学、精密测
量仪器、微波器件、超导计算机等各个领域的应用现状和前景。
关键词:高温超导材料;钇系高温超导体(YBCO);铋系高温超导材料(BSCCO);二硼化镁(MgB2)中图分类号:TB34
文献标识码:A
DevelopmentandApplicationStatusofHTSMaterials
WUXing-chao,LIYong-sheng,XUFeng
(EngineeringResearchCenterofMaterialsBehaviorandDesign,MinistryofEducation;NanjingUniversityof
ScienceandTechnology,Nanjing210094,China)
Abstract:Thedevelopmentofhightemperaturesuperconducting(HTS)materialsandtheirapplicationsinstrongelectricfieldsandweakelectricfieldssuchaselectricalenergy,transportation,high-energyphysics,biomedical,precisionmeasuringinstru-ments,microwavedevices,superconductingcomputerswerereviewed.Keywords:HTSmaterials;YBCO;BSCCO;MgB2
超导材料的发现和发展至今已经有100多年的历史了,从1911年发现之日起便引起了全世界各国科研工作者的关注。在对其研究不断取得突破和进展的同时,由于其自身的性质以及对液氦温区工作环境的需求,限制了它的应用发展。直到1986年高温超导材料(HTS)的发
,现超导材料从研究阶段向应用发展阶段转变。经过人们20多年的努力,高温超导材料及其相关科学技术得到了快速的发展,并在电力、[4—6]
。作为当交通和医疗等领域相继得以应用
超导技术代科学领域中最重要的研究课题之一,
被认为是未来具有战略意义,有着巨大商业价值
,(KamerlinghOnnes)将氦气液化[1,发现汞在液
氦中(4.2K)的零电阻特性,引起了低温研究、超
导机制理论研究、超导材料的研究以及超导技术应用研究等各个方面的研究热潮。在年间,以研究元素超导为主,除汞以外,又发
Sn、Nb等众多的金属元素超导体;在现了Pb、
年间,则发现了许多具有超导电性的
合金,以及NaCl结构的过渡金属碳化合物和氮化物,临界转变温度(Tc)得到了进一步提高;随
发现了Tc>17K的后,在年间,
1973年Nb3Ge的发现,Nb3Sn等超导体,使其中,Tc的最高纪录上升到23.2K[8—9]。直到1986
年,美国国际商用机器公司在瑞士苏黎世实验室的科学家柏诺兹(J.G.Bednorz)和缪勒(K.A.Müller)首先制备出了Tc为35K的镧-钡-铜-氧(La-Ba-Cu-O)高温氧化物超导体,随后高温超
[10—12]
。临界转变导体的研究取得了重大的突破
温度超过90K的钇-钡-铜-氧等一系列超导体被发现,而这也成为了超导材料研究中一个划时代
和广阔应用前景的高新技术,可以预言,超导技
术的普及、高温超导材料的广泛应用必将引起一场新的工业革命。
1超导材料的发展
1911年荷兰莱登实验室的卡默林昂尼斯
收稿日期:
1990年生,mail:wuxingchao0305@sina.com作者简介:吴兴超,男,主要从事高温材料的研究。E-
贡献者:W木槿cj

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