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*导技术被誉为21世纪具有重大经济和战略意义的高新技术，在*民经济诸多领域具有广阔的应用前景。*导材料是*导应用发展的基础。本书将全面、系统地论述*导材料的物理基础、发展现状、结构*性和制备过程中*系列关键技术及其应用。全书共10章，*先介绍*导体的基本现象、磁通钉扎及其*性和由磁通钉扎所引起的电磁现象，以及性能测试与表征技术等与*导应用相关的基础知识，其次重点阐述低温*导线材、Bi系高温*导线带材、YBCO涂层导体、MgB2*导线带材以及铁基*导线带材的制备及加工、组织调控、磁通钉扎与传输性能和*新应用进展。本书从理论与实践上体现了当前*导材料及相关科技的*际水平。

目录　

序*　

序二　

前言　

第1章　绪论　1　

1.1　*导电性的发现　1　

1.2　*导材料的发展历程　2　

参考文献　6　

第2章　*导体的基本*性和相关理论　7　

2.1　零电阻效应　7　

2.2　临界磁场和临界电流　8　

2.3　完全抗磁性　10　

2.4　*导材料的种类　12　

2.5　伦敦理论　15　

2.5.1　二流体模型　15　

2.5.2　伦敦理论与磁场穿透深度　16　

2.6　金兹堡–朗道(G-L)理论　18　

2.6.1　G-L理论的两个*征参数：穿透深度和相干长度　20　

2.6.2　磁通量子效应　23　

2.7　*导体的微观机理——BCS理论　24　

2.7.1　实验基础　25　

2.7.2　库珀对　26　

2.7.3　BCS理论概述　28　

参考文献　29　

第3章　*导材料的应用物理基础——磁通钉扎与电磁*性　30　

3.1　引言　30　

3.2　第II类*导体的磁化曲线和相图　31　

3.3　磁通线及其结构　32　

3.4　磁通钉扎中心和钉扎力　36　

3.5　临界态比恩模型　39　

3.6　磁滞回线与不可逆场　41　

3.6.1　磁滞回线　41　

3.6.2　不可逆场　42　

3.7　磁通运动的种类　43

3.7.1　磁通流动　43　

3.7.2　磁通蠕动　44　

3.7.3　磁通跳跃　45　

3.7.4　增强稳定性的措施　47　

3.8　交流损耗　48　

3.8.1　磁滞损耗　49　

3.8.2　耦合损耗　50　

3.8.3　自场损耗　52　

3.9　实用*导材料及其应用要求　54　

3.9.1　高临界参数　54　

3.9.2　强电应用对*导导线的要求　58　

参考文献　60　

第4章　*导材料的物性测量与微观结构表征技术　62　

4.1　引言　62　

4.2　*导材料物性的测量　62　

4.2.1　临界转变温度的测量　63　

4.2.2　临界磁场的测量　67　

4.2.3　临界电流密度的测量　70　

4.2.4　实用化性能的测量　75　

4.3　微观结构表征技术　78　

4.3.1　热重和差热分析　78　

4.3.2　光学显微镜　79　

4.3.3　X射线衍射　80　

4.3.4　扫描电子显微镜及能谱分析　82　

4.3.5　透射电子显微镜　83　

4.3.6　电子背散射衍射　84　

参考文献　85　

第5章　低温*导材料　87　

5.1　引言　87　

5.2　NbTi合金　88　

5.2.1　NbTi合金相图　88　

5.2.2　成分对NbTi合金性能的影响　90　

5.2.3　NbTi*导体的制备技术　91　

5.2.4　人工钉扎NbTi*导体的制备技术　105　

5.2.5　实用NbTi线材小结　109　

5.3　Nb3Sn*导材料　111　

5.3.1　A15化合物简介　111　

5.3.2　Nb3Sn*导体　113

5.3.3　Nb3Sn线材的制备方法　118　

5.3.4　Nb3Sn线材的临界电流密度　128　

5.3.5　Nb3Sn线材的机械性能　143　

5.4　Nb3Al*导材料　149　

5.4.1　Nb3Al*导体的物理*性　150　

5.4.2　Nb3Al*导线材的制备技术　155　

5.4.3　小结　162　

参考文献　162　

第6章　氧化物高温*导材料的结构、物性和磁通钉扎　168　

6.1　引言　168　

6.2　氧化物高温*导体的晶体结构　169　

6.2.1　钙钛矿型结构简介　169　

6.2.2　氧化物高温*导体的层状结构*征　170　

6.2.3　氧化物*导体的晶格常数　176　

6.3　影响临界转变温度的几个关键因素　177　

6.3.1　氧含量和载流子浓度对Tc的影响　178　

6.3.2　CuO2层数对Tc的影响　181　

6.3.3　掺杂对Tc的影响　182　

6.3.4　压力对Tc的影响　184　

6.4　氧化物*导体的*导*性　185　

6.4.1　相干长度和各向异性　186　

6.4.2　*导能隙　188　

6.4.3　临界磁场及其各向异性　189　

6.4.4　氧化物*导体的临界电流密度　193　

6.4.5　晶界弱连接　198　

6.5　氧化物高温*导体的磁通钉扎*性　204　

6.5.1　磁通物质和磁通相图　206　

6.5.2　高温*导体中的本征钉扎　208　

6.5.3　磁通钉扎机制及分类　209　

6.5.4　热激活磁通蠕动　214　

6.5.5　磁通涡旋玻璃–液态转变与E-J曲线　220　

6.5.6　不可逆线　223　

6.5.7　*峰效应　226　

参考文献　229　

第7章　Bi系高温*导线带材　233　

7.1　引言　233　

7.2　Bi系*导体的结构*征及相关物理性质　233　

7.3　Bi系*导体的相图　238

7.3.1　Bi-2212相　240　

7.3.2　Bi-2223相　242　

7.4　Bi系*导体的织构化　245　

7.5　Bi-2223高温*导带材的制备技术　247　

7.5.1　前驱粉的合成　248　

7.5.2　冷加工工艺　253　

7.5.3　热处理工艺　260　

7.5.4　高压热处理　265　

7.6　微观结构对临界电流密度的影响　267　

7.6.1　*导芯*密度　267　

7.6.2　织构化　268　

7.6.3　第二相和缺陷　272　

7.6.4　银/*导芯的界面结构　275　

7.7　Bi-2223/Ag带材的临界电流密度　278　

7.7.1　不同温度下的Jc(B)*性　278　

7.7.2　Bi-2223带材Jc的弱连接*性　281　

7.7.3　提高Jc的途径　283　

7.8　临界电流传输模型　283　

7.9　Bi-2223带材实用化性能研究进展　287　

7.9.1　力学性能　288　

7.9.2　交流损耗　291　

7.9.3　性*比和市场竞争力　293　

7.10　Bi-2212高温*导线材　293　

7.10.1　Bi-2212线材发展简况　294　

7.10.2　Bi-2212线材制备技术　295　

7.10.3　Bi-2212线材的熔融热处理工艺　299　

7.10.4　Bi-2212线材的微观组织　308　

7.10.5　前驱粉末的影响　313　

7.10.6　渗漏问题　315　

7.10.7　临界电流密度　316　

7.10.8　小结　318　

参考文献　318　

第8章　第二代YBCO高温*导带材　324　

8.1　YBCO*导体的晶体结构及晶界*征　324　

8.2　YBCO高温*导带材的制备技术　329　

8.2.1　YBCO高温*导带材的结构　329　

8.2.2　金属基带及其制备技术　331　

8.2.3　缓冲层　344

8.2.4　*导层　358　

8.3　*导层的厚度效应　375　

8.4　人工磁通钉扎技术　380　

8.4.1　人工钉扎中心　381　

8.4.2　提高*导磁通钉扎的途径　387　

8.5　临界电流密度的各向异性　399　

8.6　基于REBCO带材的高温*导磁体研究进展　403　

8.7　涂层导体总结和展望　405　

8.8　高温*导块材　406　

8.8.1　YBCO体系的相图　406　

8.8.2　YBCO块材的制备方法　408　

8.8.3　高温*导块材的性能与发展　413　

参考文献　417　

第9章　MgB2*导线带材　427　

9.1　引言　427　

9.2　MgB2的晶体结构及相关物理性质　428　

9.2.1　MgB2的晶体结构　428　

9.2.2　MgB2的电子结构　428　

9.2.3　MgB2的*导机理　429　

9.2.4　MgB2的物理化学性质　430　

9.3　Mg-B体系相图及成相热力学研究　433　

9.3.1　Mg-B体系相图　433　

9.3.2　MgB2成相热力学与动力学研究　436　

9.4　MgB2*导体的多孔性　441　

9.5　MgB2*导体的制备方法　443　

9.5.1　MgB2多晶块材　444　

9.5.2　MgB2单晶样品　445　

9.5.3　MgB2*导薄膜　446　

9.6　MgB2*导线带材的制备方法　448　

9.6.1　扩散法　448　

9.6.2　连续装管成型工艺　449　

9.6.3　粉末装管法　450　

9.6.4　中心镁扩散法　451　

9.7　MgB2线带材的PIT制备技术　452　

9.7.1　粉末原料　452　

9.7.2　*套材料的选择　454　

9.7.3　机械加工工艺　457　

9.7.4　热处理工艺　461

9.8　提高MgB2线带材临界电流密度的主要方法　464　

9.8.1　化学掺杂　466　

9.8.2　提高晶粒连接性　487　

9.8.3　提高晶界钉扎的方法　492　

9.8.4　PIT法线带材小结　498　

9.9　中心镁扩散法制备MgB2线材　501　

9.9.1　IMD工艺*点　502　

9.9.2　影响IMD线材*导性能的主要因素　502　

9.9.3　IMD线材的实用化研究　507　

9.10　MgB2线材的应用研究　514　

9.11　展望　516　

参考文献　517　

第10章　铁基*导线带材　525　

10.1　前言　525　

10.2　铁基*导体的晶体结构和基本*征　526　

10.2.1　1111体系　526　

10.2.2　122体系　527　

10.2.3　111体系　528　

10.2.4　11体系　528　

10.2.5　新型结构体系　529　

10.2.6　晶体结构与*导电性的关系　529　

10.3　铁基*导体的相图　530　

10.3.1　1111体系的相图　531　

10.3.2　122体系的相图　532　

10.3.3　11体系的相图　533　

10.4　铁基*导体的*导*性　534　

10.4.1　临界转变温度　535　

10.4.2　上临界场　536　

10.4.3　临界电流密度　538　

10.4.4　晶界载流**　540　

10.5　铁基*导线带材的制备技术　542　

10.5.1　粉末装管法　543　

10.5.2　铁基*导线带材的早期研究　545　

10.5.3　*套材料的选择　546　

10.5.4　铁基*导前驱粉末　549　

10.5.5　冷加工工艺　552　

10.5.6　热处理工艺　556　

10.6　铁基*导线带材载流性能的提高研究　560

10.6.1　元素掺杂　560　

10.6.2　先位PIT法　566　

10.6.3　晶界弱连接效应与轧制织构法　569　

10.6.4　*导芯*密化工艺　572　

10.6.5　高性能122*导带材的微结构与载流性能影响机制研究　588　

10.6.6　高性能122铁基*导带材磁通钉扎研究　593　

10.7　其他体系铁基*导线带材的制备研究　599　

10.7.1　11体系　599　

10.7.2　1111体系　602　

10.7.3　其他新型体系铁基*导线材　604　

10.8　铁基*导涂层导体研究　605　

10.9　铁基*导线带材实用化研究及应用探索　606　

10.9.1　高强度铁基*导线带材　606　

10.9.2　多芯铁基*导线带材　608　

10.9.3　各向异性　609　

10.9.4　力学性能　610　

10.9.5　热导*性　611　

10.9.6　交流损耗　613　

10.9.7　铁基*导长线　614　

10.9.8　*导接头　614　

10.9.9　*导线圈　615　

10.10　小结与展望　617　

参考文献　617

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