לדחוף את ה Boundaries של Superconductivity עם Ceramics מתקדם

קרמיקה מתקדמת יוצרת את עמוד השדרה של מוליכי העל המודרניים אולטרה-גבוהים (UHTS), שיעור של חומרים שמאתגרים את ההבנה הבסיסית של התנגדות חשמלית.בניגוד למוליכים סופר קונבנציונליים הדורשים קירור עם הליום נוזלי לכמעט אפס מוחלט, UHTS פועלים בטמפרטורות מעל נקודת הרתיחה של חנקן (עד 6 מעלות צלזיוס), צמצום דרמטי של עלויות התפעוליות ופתיחת הדלת ליישומים מעשיים, בקנה מידה גדול, ומאפשרים אלה, גמישים, כדי לפתח טמפרטורות גבוהות יותר, כגון קרמיקה, וטמפרטורות גבוהות יותר, קרמיקה, וטמפרטורות גבוהות יותר, ומאפשרות, כגון אלה, קרמיקה, מבטיחות, קומפקטיות, באופן משמעותי, כדי להבטיח קומפקטיות, כדי להבטיח קומפקטיות, באופן משמעותי, כדי להבטיח קרמיקה, כדי להבטיח קומפקטיות, קומפקטיות, באופן משמעותי, כדי להבטיח קרמיקה, באופן משמעותי, כדי להבטיח קומפקטיות, כדי להבטיח קומפקטיות, לפתח קומפקטיות מתקדמות, כדי להבטיח קומפקטיות, כדי להבטיח קומפקטיות, באופן משמעותי של חומר חזותיות מתקדמות, כדי לפתח את הטמפרטורות גבוהות יותר, כדי לפתח את הטמפרטורות גבוהות יותר, כדי להבטיח קרמיקה, כדי לפתח את הטמפרטורות גבוהות יותר, כדי לפתח את הטמפרטורות גבוהות יותר

הבנה של Ultra-High-Temperature Superconductivity

(הופנה מהדף 1911, כאשר הירק קמרלינגה אוונס צפה כי כספית איבדה את כל התנגדות חשמלית מתחת 4.2 K. במשך עשרות שנים, הטמפרטורה הביקורתית הגבוהה ביותר (Tig Kamerlingh:0calFLT:1) נותרה מתחת ל-30 KHT, הדורשת קירור כבד נוזלי כבד (Kalum קירור) הגיעה ב-1986 עם גילוי של superconductors קרמיקה על ידי Bedz Müller, אשר הציגה בדרך כלל מעל 30Kercer:

המנגנון מאחורי מוליכות סופר-הולדת הקרפלית אינו מוסבר במלואו על ידי תורת BCS קונבנציונלית, אשר זוגות אלקטרונים באמצעות רטטים (פונינים) בפלראטים קרמיקה, הקורלציה האלקטרונית החזקה במטוסים נחושת-אוקסגנים ותפקיד של תנודות ספין מגנטיות נחשבים לצמדים אמצעיים מדויקים בטמפרטורות גבוהות.מבנה הקריסטלי של קרמיקה אלה הוא שכבה, עם שינוי של מטוסים חד-חמצני ומטענים אופטימיים ו-F:

כיום, ה-TFLT המחודש ביותר של אמברור (0igc) 1 עומד על 138 K בכוסות מבוססות ים (FLT:2 Nature, 2000FLT 3: 3), בעוד תחת לחץ גבוה, הידרו-עשרים עשירים הראו חתימות של מוליכות על פני חדר (FLT:4, 2020 Nature, 2000FalLT 3), בעוד תחת לחץ גבוה, וריאנטים עשירים ב-YCO-D, עדיין הראו קרמיקה של קרמיקה, כמו קרמיקה, כמו קרמיקה, קרמיקה, כמו קרמיקה, קרמיקה, קרמיקה, סוללת קרמיקה, ו-YCO-D, עדיין, כמו קרמיקה, כמו קרמיקה, כמו קרמיקה, קרמיקה, קרמיקה, כמו קרמיקה, קרמיקה, , , , , , סוללת סוללת סוללת סוללת סוללת סוללת קרמיקה, סוללת סוללת קרמיקה, קרמיקה, סוללת סוללת סוללת סוללת סוללת קרמיקה, ו-D.

התפקיד של Ceramics מתקדם ב Superconductor fabrication

קרמיקה מתקדמת מוגדרת על ידי מבני מיקרו-מהנדסתם ונכסים מותאמים - יציבות תרמית גבוהה, אינרציה כימית, ומאפייני חשמל יוצאי דופן. בהקשר של UHTS, קרמיקה אלה אינן רק תת-שכבות פסיביות; הם החומר הפעיל שבו מוליכות העל מופיעה.היכולת לסנת מבנים חד-חמצני עם דיוק אטומי הוא מה שהופך את מודרני UHTS אפשרי.

משפחות קוסמיות

שלוש משפחות שולטות במחקר ובייצור מסחרי של UHTS:

  • (ב) [17] ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) [17] ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ (Tl-Ba-Ca-Cu-O, TBCCO)FLT:1 - מציע את ה- TreaFLT בלחץ גבוה ביותר:2cuaFLT 3:2cuapLT 3 (138K) עם זאת, הרעילות הקיצונית של thallium ואת הקושי לשלוט בלחץ דלקתי במהלך שיתוק הגדרות המחקר שלהם.

(הופנה מהדף [[המאה ה-20]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[[[1924]]]]]]]] [[[[1924]]]]]]]] [[[[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[[[1924]]]]]] [[[[1924]]]]]]]] [[[[1924]]]]]]]] [[[[[[[[[[1924]]

טכניקות עיבוד וטכניקה

הפחתת קרמיקה באיכות גבוהה דורש שליטה קפדנית על הרכב, טוהר שלב, וכיוון קריסטלוגרפיה.שיטות נפוצות כוללות:

  • (FLT:0) תגובה של המדינה-FLT:1 - אבקת Oxide מעורבים, calcined בטמפרטורות גבוהות (800-950 מעלות צלזיוס), קרקע וחטא. שיטה זו מתאימה לדגימות פוליקלליות מרובות אך לעתים קרובות מניבה גבולות דגנים חלשים-קישוריים המגדירים את צפיפות הזרם הקריטי.
  • (FLT:0) ,טקסטיל של מטלטל 1 (ממלא חלקית או מלאה), ואז לאט לאט לאט קירור דרך הטמפרטורה הגלקטית כדי להתאים דגנים.
  • (FLT:0Chemical vapor Deposition (CVDigue) 1 - מברקים מתכת-אורגניים הם מחוסנים על תת-קרקעית מחוממת כדי לגדל סרטים דקים אפיים.טכניקה זו מאפשרת סרטי YBCO מרקמים בסלעי מתכת מבולחים (מוליכים ממולאים).
  • (FLT:0) פיזור לייזר (PLD)אנדרופט 1:1 - לייזר מאמת מטרה קרמיקה, להפקיד סרט על תת-קרקעית. PLD מציע סטויצ'יאומטריה מעולה ומשמש לייצור מבנים רב-שכבתיים ומרכזי סיכה מלאכותיים.
  • (FLT:0)Powder-in-tube (PIT)BuildFLT) 1 - בעיקר עבור BSCCO: אבקת מבשר ארוז לתוך צינור כסף, נמשך לחוט, התגלגל, חום מטופל כדי ליצור את שלב המוליכים העל.

כל נתיב עיבוד מציג תכונות מיקרו-מבנה ספציפיות - גבולות, מטוסים תאומים, חללי חמצן, ושלבים משניים - המשפיעים עמוקות על תכונות העל.

יתרונות ואתגרים של Ceramic- Based UHTS

יתרונות

  • (FLT:0) טמפרטורה קריטית גבוהה של טמפרטורות חנקן 1 (FLT:1) - מבצע בטמפרטורת חנקן נוזלי מפחית עלויות בכזוגן על ידי סדר גודל בהשוואה ל- helium נוזלי.
  • (FLT:0) שדה מגנטי קריטי מגנטי גבוה (FLT:1) - קרמיקה משולשת יכולה לקיים מוליכות על שדות מעל 50 T בטמפרטורות נמוכות, המאפשר מגנטים קומפקטיים להתחדשות מגנטית גרעינית (NMR) ודמיית זיכרון מגנטי (MRI).
  • (FLT:0ChemicalיציבותFLT:1) - הרבה גביעים קרמיקה יציבים באוויר ומתנגדים להשפלה מהלחות כאשר הם מטביעים כראוי את טבעם הפחמי גם מאפשר שילוב עם תת-קרקעית קרמיקה ומתכת ללא שיתוק חמור.
  • (FLT:0) ניתן להנדס את ה-Aisotropycioph:1 ; המבנה השכבתי ניתן להנדס כדי להתאים את Anisotropy: YBCO הוא פחות אנזוטרופי מאשר BSCCO, מה שהופך אותו מתאים יותר עבור מוליכים מצופים שבו זרם זרם הנוכחי חייב לזרום לאורך אורך הקלטת.

אתגרים

למרות היתרונות האלה, UHTS מבוסס קרמיקה מתמודדת עם מכשולים יסודיים שמנעו אימוץ נרחב:

  • (ב) ,0) גבולות דגנים של דגנים וקישורים (Weak-link דגנים) , (בקיצור:0) , גבולות דגנים פועלים כצומת יוסף, מגבילים באופן חמור את צפיפות הזרם הנוכחית הקריטית של מיגרנה מעל 4-5 מעלות לגרום דיכוי אקספוננציאלי של JFLT:2cphLT 3: 3 זה דורש טקסט מבולג ב YBCO, מוליכים מורכבים באופן דרמטי.
  • (ב) ,0) ,Anisotropic Transport (FLT:1) - גביעים הם אנזוטרופיים מאוד, עם JFLT:2ccioFLT 3: 3 לאורך c-axis בערך 1000 פעמים נמוך מאשר בתוך מטוס a-b. עבור רוב או יישומים חוט, דרישות אלה של מטוסים מוליכים לאורך הכיוון הנוכחי.
  • (ב) ב[[1924]] וב[[1924]]]]]] [[1924]]]]]] [[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]] [[[[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]] [[[[1924]]]]]] [[[[1924]]]]]]]] [[[[1924]]]]]] [[[[1924]]]]]]]] [[[[1924]]]]]] [[[[[[1924]]]] [[[[[[1924]]]]]]]] [[[[[[[[[[1924
  • (ב) [ה]] [ה]]] [ה]] [ה]]], [ה], [ה]], [ה]]], [ה]]][ה]]]]], [השלב הטפל ב-YBCO דורש תוכן חמצן של OIRFLT:26.9FLT:26.93] ל[5] ל[5] ל] ולשלב [ב[דרוש] מחץ] לא-על-על-על-על-על-על-על-על-[[הת-[[ה[[ה[[ה[[ה[[ה[[ה[[ה[[ה[[ה[[ה[[ה[[ה[[ה[[ה[[ה[[ה[[ה[[ה[[ה[[המאה ה[[המאה ה[[המאה ה[[המאה ה[[המאה ה[[המאה ה[[המאה ה[[המאה ה[[המאה ה[[המאה ה[[המאה ה[[המאה ה[[המאה ה[[המאה ה[[המאה ה[[המאה ה[[המאה ה[[המאה ה[[המאה ה[[המאה ה-20]].
  • (FLT:0)ביקורות ולחצים מכניים של כוח 1:1) - Ceramics הם בשפע מטבעם.ביישומים סליל או כבל, המוליכים העל חייבים לעמוד בלחצים פורצים ומציקים במהלך רכיבה על רוח ומדליק. YBCO מדביק את המוליכים להשתמש תת-קרקעית מתכת (Hastelloy או נירוסטה) כדי לספק תמיכה מכנית, אבל הסרט הקרמיקה יכול לפצח תחת לחץ על עצמו תחת לחץ נמוך יותר מ- 0.5%.

אתגרים אלה עוררו מחקר אינטנסיבי בשיטות עיבוד טובות יותר, מרכזי סיכה מלאכותיים, וארכיטקטורה חלופית כגון קלטות מרובות-פרופיליות וחוטי עגולים.

תוצאות חיפוש: growth Research

כוח Transmission

(הכבלים של כוח יכולים לשאת שלוש עד חמש פעמים יותר נוכחי מאשר כבלים נחושת קונבנציונליים של אותו סעיף חצוי, עם אפס הפסד התנגדות.כמה פרויקטים של הדגמה הפרושים המבוססים על YBCO ברשתות שירותים, כגון תשואה FLT:0Albany HTS ו-pLT:1 השימוש של קירור חנקן נוזלי (K) הופך את הכבלים מבחינה כלכלית עבור שטח יציבים 3 / FLT2> הוא מוגבל (F) עם מסדרונות קצרים) ו-Fal (Fal) עם מחסנים) ו-Fal 5.

חידוש מגנטי (MRI)

מגנטים של MRI לאמנה משתמשים בחוזקות שדה נמוכות המוליכים NbTi שפועלות ב 4.2 K. Re הצבתם עם קרמיקה UHTS יכול לאפשר חוזקות שדה גבוהות יותר (7T ומעלה) תוך שימוש בחנקן נוזלי זול או בקריפטורים של מחזור סגור. YBCO קלטות ו- BSCCO YCO חוטים נחקרים עבור מערכות MRI קומפקטיות, גבוהות, שמשפרות את ההחלטה ולהפחית את ה-זמני ה-A.

המונחים: Magic

[ב] קרמיקה של בוקו, מעובדת באמצעות היתוך, יכולה למקם שדות מגנטיים מעל 1 T ב 77 K. כאשר קריר על מסלול מגנטי קבוע, הם להתפתל באופן פסיבי בשל פיית פלוקס (Si L0) רכבות מטבוליות היפניות משתמשות כיום ב-TFLT:0cFLT:1 coils, אבל הדור הבא נועד לשלב UHTS 3S עבור הדגמה פוטנציאלית של NHTS:

הגבלות נוכחיות

כאשר מתרחשת תקלה ברשת חשמלית, הנוכחי יכול להגיע עד 10-20 פעמים nominal. Superconducting לקויות הנוכחיות (SFCLs) לנצל את המעבר המהיר מ- Zero התנגדות להתנגדות נורמלית כאשר הזרם הקריטי הוא עלה. YBCO סרטים דקים על ספירה או מוליך מכוסים הם אידיאליים עבור SFCLs עמידת קרמיקה.

כיוונים עתידיים: Beyond Cuprates

ארכיון תגיות: Iron Based Superconductors

(הופנה מהדף ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

מוליכים סופר תחת לחץ קיצוני

(הופנה מהדף temperature Superconductivity in מימן sulfide (HFreaLT:0) 3 (033FLT:1S, TevolveFLT:2cph3=203 K) ו- lanum hydride (LaHFLT:4FLT:5, TLT:6cal) מ-TLT6RHRh=203) ו-Ricials (מתאים אלה נפתחים תחת לחץ קרמיקה) הם לא קרמיקה.

חומרים משותפים דיסקברי

למידת מכונות ותאוריה פונקציונלית בצפיפות גבוהה (DFT) מאיצים את החיפוש אחר מוליכים חדשים קרמיקה קרמיקה.מאגרי נתונים של מבנים ידועים של גביעים משמשים כדי להכשיר מודלים כי לחזות TevolveFLT:0 (cph:1 מבוסס על חומר כימי וסימטריה גבישית. לדוגמה, FLT:2Materials ProjectFLT 3: כבר אלפי תחמוצת-חמצני עבור נוגדנים פוטנציאליים אלה, בעוד שעדיין לא יכול היה לזהות חומרים קרמיקה מוקדם יותר.

מסקנה

קרמיקה מתקדמת היא יותר משחקן תומך בסיפור של מוליכות אולטרה-גבוהה; הם המדיום מאוד שבו התופעה יוצאת דופן זו מתרחשת.מ פריצת דרך ראשונה למוליכים המצופה של היום ומגנטים גדולים, הנדסה קרמיקה אפשרה מוליכות על-טבעית בטמפרטורות כמעט רלוונטיות.הכביש לטיפוח-על-טבעי עדיין דורש מעבר לגמישות הסיינטטית, וטכנולוגיות מורכבות של חומר-תרגול, עם מורכבות, עם התפתחות מדעית מתקדמת, עם מורכבות, עם התפתחות של חומרים מוליכים-על-טבעית, ועם זאת, עם מורכבות, עם התפתחות של חומרים מוליכים-טבעית, עם מורכבות, עם התפתחות של חומרים מוליכים-על-טבעית, עם התפתחות של חומרים מוליכים-על-על-על-טבעית, עם מורכבות, עם מורכבות, עם התפתחות של חומרים מוליכים-טבעית של חומרים מוליכים-טבעית של התפתחות של חומרים מוליכים-על-טבעית, ועם זאת, עם התפתחות של חומרים מוליכים-טבעית, עם התפתחות של התפתחות של התפתחות של התפתחות של חומרים מוליכים-טבעית, עם התפתחות של התפתחות של התפתחות של התפתחות של התפתחות של חומרים מוליכים-טבעית של התפתחות של חומרים מוליכים-טבעית-טבעית-טבעית-טבעית, עם התפתחות של