机电工程学院过程装备与控制工程系1003312班20号 姓名：郭涛
摘要：随着时代的飞速发展，人类科技的不断进步，人们在超导材料上有了更多的认识和深入的了解，并逐步掌握了超导陶瓷的制备机理与成熟的制备技术。人类充分利用超导陶瓷能够达到零阻且抗磁的优越性，从而避开了传统材料的缺陷，使得人类自身能够以更低的成本生产出更优质的产品来满足自身的需求。因超导陶瓷具有广阔的应用前景，而备受时代瞩目。 关键词：超导陶瓷 制备方法 应用前景
0.引言
经过科学家的研究，目前人类已能很好的了解到超导陶瓷的性能、发展、制备及应用，并将其纳入商品的范畴，进行研发。
1.超导陶瓷的实质与性能
超导陶瓷是指具有超导性能的陶瓷材料。其主要特性是在一定临界温度下电阻为零即所谓零阻现象。在磁场中其磁感应强度为零，即抗磁现象或称迈斯纳效应。
2.超导陶瓷的分类与发展
湿法炼锌青铜截止阀由于超导陶瓷的范围很宽，所以具体分类很困难。1986年以前按超导陶瓷的晶体结构（B-1、Nacl尖晶石、钙钛矿尖晶石、青铜）和超导理论（BCS理论物质及非BCS理论物质）对N、C、S、B、O化物等进行分类。1986年IBM苏黎世实验室Muller和Bednorz等人研制Ba-La-Cu-O系氧化物混合物具有35K的高温超导性，打破了传统“氧化物陶瓷是绝缘体”的观念，引起世界科学界的轰动。各国纷纷组织力量投入相关的研究，这才有了更多高温超导陶瓷的发现。1987年底，铊－钡－钙－铜－氧系材料又把临界超导温度的记录提高到125K。从1986－1987年的短短一年多的时间里，临界超导温度竟然提高了100K以上，这在材料发展史，乃至科技发展史上都堪称是一大奇迹！从此，超导陶瓷从实验室走向了日常生产。
3.超导陶瓷的制备
3.1. .超导陶瓷的制备方法
a.固相法：含直接加工粉末法、护套法、粘接剂法（固相反应，扩散析出）
b.液相法：熔融体急冷法、溶媒法、有机酸盐法、溶胶法（即将粉末溶入媒中）
c.气相法：含溅射法（需薄膜优异，蒸镀缓慢）和化学蒸镀法（速度快）
3.2.高温超导陶瓷的制备过程
3.2.1. Y-Ba-Cu-O系超导陶瓷的制备
将材料物质（Y2O3，BaCO3和CuO）称量、烘干、混合、粉碎——>在900~950摄氏度下的氧气氛围中煅烧12h——>球磨粉碎，加压成型——>再在900~1000摄氏度下的氧气氛围中烧结——>氧气氛围中急剧冷却至750摄氏度——>持续在氧气氛围中冷却至室温。
模拟断路器
这个过程中原料的纯度、粒度、状态、活性、合成的温度、烧成制度、气氛、合成是否充分配料及合成后磨细的情况、成型条件、热处理条件等都对烧结体的超导性有极大的影响。原料一般选用氧化物或碳酸盐，各种原料要求 纯、细，配料时称量一定要严格按YBa2Cu3O7（简称123相）配比，球磨时用去离子水或蒸馏水及无水乙醇等分散剂，进行 磨细及充分均匀混合。第一次合成后，再混合磨细是的介质不能用去离子水，必须用无水乙醇。
由于组成YBa2Cu3O7的有两种不同的晶体结构，其中正交（123相）为超导相，另一种四方相为非超导相。而123相在750摄氏度下才能稳定存在，因此需要快速冷却至室温。通常气氛为氧气流，流速需控制在0.3L/min左右。为得到单一均匀的（123 相）合成料，一般应严格控制合成制度，以保证合成充分完成。
在YBa2Cu3O7超导陶瓷工艺中，最大的问题是确定烧结制度。实际上，YBa2Cu3O7较难烧结，且高温下不一致熔融，呈现分解熔融，往往加入少量烧结助剂，但这样会使超导材料的特性变差，所以有必要改善粉体的特性和想选择适当的烧结制度。
3.2.2.Bi-Sr-Cu-O系超导陶瓷的制备
该系不含稀土元素，制备容易，且稳定性好。原料按Bi:Sr:Ca:Cu=1:1:1:2，简称（1112）。将原料充分干燥后，按此比例配料，经充分混合磨细后放入氧化铝坩埚中，在电炉中800~820摄氏度下合成4~10h，合成气氛是空气或氧气。Bi2O3的熔点是860摄氏度，
所以合成温度不可过高，合成时间长短应根据合成反应是否充分来决定。生成物外观颜呈黑，将其充分研磨细化后在2MPa气压下成型，然后将成相片放入管式内烧成，烧成温度为780~880摄氏度，保温时间为4~6小时，炉内气氛为空气或氧气。冷却是采用断电在炉内自然冷却或将试片取出在空气中快速冷却。
4. 超导陶瓷的实际应用
超导陶瓷的实际应用极为广泛，具体分为四方面：
a) 以节省能源为目的的发电机、输电电缆、能量贮存等电力系统化；
b) 核聚合、磁流体动力发电等新能源的超导开辟；
c) 高能加速器、磁悬浮列车、电磁推进船、医用等利用高磁场的技术；
d) 巨型电子计算机、高灵敏度电压计、磁通计等弱电应用。
5. 超导陶瓷的发展前景
随着更多超导陶瓷的发现，超导陶瓷已经在日常生活和科研中扮演着不可替代的角，它们被有效用作电子和工程材料，供人们创造新产品和新工艺。对于许多基本的和高技术的器件和设备来说，高性能的材料只占不到10%的成本，然而它们却是决定因素，往往会限制整个技术的发展速度。于是，如美国、日本
等经济强国、科技大国争相研发新型超导陶瓷，使之趋于商品化、市场化。而中国等发展中国家也积极从国外引进技术，将超导陶瓷的研发纳入科技发展的项目。相信这一技术的发展会极大的促进人类的进步，无论是经济，还是科技，都将会迎来巨大的变革。
结论：
正因为超导陶瓷具有如此优越的性能和应用前景，人类才投入大量的人力和物力对其进行更深层次的探索。相信伴随人类智慧的升级，这一领域的研究途径必将趋于平坦。
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