鉍系氧化物超導陶瓷是指一種含鉍的銅基氧化物超導陶瓷。超導陶瓷是一類在臨界溫度時電阻為零的陶瓷，它對今後信息革命、能源利用以及交通起重要作用。
基本介紹
- 中文名：鉍系氧化物超導陶瓷
- 外文名：bismuth oxide superconducting ceramic
- 學科：材料工程
- 領域：工程技術
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簡介
鉍系氧化物超導陶瓷是指一種含鉍的銅基氧化物超導陶瓷。
種類
鉍系氧化物超導陶瓷主要有三類：Bi2Sr2CuO8、Bi2Sr2CaCu2O8和Bi2Sr2Ca2Cu3O8，其臨界溫度分別為10K，85K和110K。
特性
其晶體結構中，CuO4層被鹼土金屬(Sr,Ca)離子-氧離子層和Bi2O3層分開，形成層狀鈣鈦礦結構的一種變體。Bi系超導體為第二類超導體，存在兩個臨界場Hc1、Hc2。
特點
Bi系超導體具有相干長度短、各向異性較高的特點，表現出較強的二維系統特性。對於Bi2Sr2CaCu2O8相，在正常態下的直流電阻率pcb/Pab=6~9×104、相干長度=2.7~3.9nm，穿透深度λab=270~300nm。合成Bi系氧化物超導材料時往往同時含有上述三類結晶相，製備純高溫相有困難。
超導陶瓷
超導陶瓷是一類在臨界溫度時電阻為零的陶瓷，它對今後信息革命、能源利用以及交通起重要作用。1986 年IBM 公司報導發現了Ba-La-Cu-O鈣鈦礦結構的複合氧化物具有高溫超導性後，超導材料的研究就成為材料和化學界研究的重點之一，並且發現製備出一系列的高溫超導陶瓷材料。
用途
1、 在電力系統方面，可以用於輸配電。由於電阻為零，所以完全沒有能量損耗，而這種能量損耗通常達到20%。可以製造超導線圈，由於可形成永久電流，所以可以長期無損耗地貯存能量。
2、 在交通運輸方面，可以製造磁懸浮高速列車。可以製成電磁推進裝置用於船舶和空間飛行器的推進。磁懸浮高速列車是利用列車內超導磁體產生的磁場和電流之間的互動作用產生向上的浮力，列車高速而無噪聲。我國上海、成都、大連都已建成磁懸浮列車，表明我國在超導磁懸浮的研究套用方面處於世界先進行列。
3、利用超導陶瓷的約瑟夫遜效應可望製成超小型、超高性能的第五代計算機。所謂約瑟夫遜效應是指被真空或絕緣介質層（約厚10nm）隔開的兩個超導體之間會產生超導電子隧道的效應。約瑟夫遜隧道結開關時間為10－12s，超高速開關時產生的熱量僅為10－6W，消耗功率少。這種器件的運算速度比矽電晶體快50倍，產生的熱量僅為其1/1000以下，所以能高度集成化，許多國家都在研製。
4、 利用其抗磁性，在環保方面可以進行廢水淨化和去除毒物；在醫藥方面可以從血漿中分離血紅細胞並正在研究抑制和殺死癌細胞；在高能物理方面利用其磁場加速高能粒子等。
5、用於電子陶瓷。
