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第一篇 基础理论3

第1章 高温超导体磁通动力学和混合态相图&闻海虎3

1.1引言3

1.2磁通钉扎的起源和磁通运动的耗散6

1.3涡旋玻璃态和集体蠕动（钉扎）模型9

1.4磁化弛豫、非线性U（j）关系和μ指数17

梅利的标度法19

磁化弛豫率的方法19

广义反演方法21

汤普森拟合法23

1.5涡旋态相图的发展24

不可逆线的发现25

磁通晶格的一级融化27

1.6高温超导体的峰值效应和布拉格玻璃30

峰值效应概述31

布拉格玻璃33

基于布拉格玻璃到磁通玻璃相变的解释36

存在的问题38

1.7磁通线的量子隧道和量子融化现象40

1.8反常霍尔效应42

1.9一些低维特性43

约瑟夫森涡旋44

涡旋饼45

BKT转变47

1.10一些新的实验方法49

1.11高温超导体的强电应用简述49

1.12结束语50

参考文献51

第2章 高温超导体的能斯特效应&许祝安56

2.1引言56

2.2高温超导体的赝能隙态和相位涨落58

电子态相图58

赝能隙态60

超导相位涨落63

2.3能斯特效应及其测量方法64

正常态载流子的能斯特效应64

第二类超导体混合态的涡旋能斯特效应66

能斯特效应的测量67

2.4空穴型高温超导体的能斯特效应68

最佳掺杂区铜氧化物的能斯特效应71

欠掺杂区的能斯特效应73

过掺杂区的能斯特效应75

类磁通激发的二维特性77

Zn掺杂的钇钡铜氧系的能斯特效应79

上临界场Hc283

讨论86

2.5电子型高温超导体和其他第二类超导体的能斯特效应89

2.6结束语94

参考文献94

第二篇 第二代超导薄膜与导线101

第3章 高温超导膜的回顾与展望&时东陆 徐永利101

3.1引言101

3.2高温超导涂层的基底材料105

基底材料及性能105

轧制辅助双轴织构基底技术110

无织构金属基底112

3.3隔离层112

离子束辅助沉积隔离层113

倾斜基底沉积115

轧制辅助双轴织构基底上的陶瓷隔离层材料115

轧制辅助双轴织构基底上的金属隔离层117

自氧化外延生长118

3.4超导层的制造119

原位法制造钇钡铜氧系薄膜119

后处理方法120

液相外延生长122

3.5高温超导材料的晶界研究123

高温超导材料中的晶界123

双晶技术124

高温超导材料的晶界理论125

3.6 REBCO的一些最新研究动态126

REBCO厚膜126

脉冲电子束沉积方法127

晶界掺杂127

单晶及隔离层的表面研究129

涂层超导体的电流路径模拟130

3.7结束语131

参考文献132

第4章 第二代高温超导带材&古宏伟 索红莉 赵跃146

4.1第二代高温超导带材的结构146

钇钡铜氧系超导体的基本特征146

第二代超导带材的结构147

4.2第二代高温超导带材的制备152

具有立方织构的基带的制备152

隔离层的制备155

钇钡铜氧系薄膜的制备155

4.3涂层导体基带研究的最新进展158

Ag及其Ag合金基底159

Ni及其合金基底161

Cu及其合金基带171

不锈钢基带173

小结173

4.4第二代超导带材的研究进展173

美国174

日本175

欧洲176

韩国176

中国176

4.5结束语176

参考文献177

第5章 高温超导薄膜晶界和涂层导体&蔡传兵185

5.1引言185

5.2薄膜晶界和二维晶界网络中的电传输特性188

晶界弱连接188

晶界种类191

薄膜晶界的电流电压特性194

薄膜晶界及其二维网络中的临界电流203

薄膜晶界的辐射、掺杂和电场效应213

薄膜晶界的磁通钉扎和跳跃特性218

5.3涂层导体及其双轴织构外延生长技术222

金属基底223

缓冲层226

超导层234

5.4高温超导薄膜及其涂层导体的磁通钉扎239

5.5涂层导体的当前发展状态和展望246

参考文献252

第6章 钇钡铜氧系涂层导体的低成本和新方法制备&王三胜260

6.1钇钡铜氧系涂层导体的低成本化学溶液法制备260

引言260

三氟乙酸金属有机物沉积方法制备钇钡铜氧系超导薄膜及离子束改性265

全化学溶液方法制备钇钡铜氧系涂层导体277

大面积双面钇钡铜氧系超导薄膜制备及表征291

6.2离子束结构改性制备双轴织构金属基带研究296

引言296

低能离子束轰击制备双轴织构金属基带及其稳定性303

在低能离子束轰击制备的Ni金属基带上采用溶胶-凝胶工艺制备织构缓冲层326

离子束轰击冷轧基带诱发双轴织构形成的物理机制331

6.3同步织构法在金属基带上制备织构缓冲层的研究335

引言335

同步织构工艺用于制备织构缓冲层340

在同步织构工艺制备的缓冲层上复合外延层的生长350

在复合外延层上制备钇钡铜氧系超导层的研究353

采用同步织构技术制备双轴织构取向缓冲层的相关机制354

参考文献357

第三篇 超导低温技术与电力应用365

第7章 高温超导电力应用&林良真 肖立业365

7.1引言365

7.2高温超导电力技术基础理论366

高温超导磁体磁热稳定性366

超导体的交流损耗369

超导磁体的失超导保护375

低温制冷技术376

7.3高温超导电缆377

概述377

超导电缆的分类与结构379

超导电缆的导体层和电缆的损耗382

高温超导电缆绝缘技术385

高温超导电缆冷却系统387

高温超导电缆的应用388

7.4高温超导限流器389

概述389

高温超导限流器类型390

超导限流器的应用394

7.5高温超导变压器395

7.6超导电机398

超导发电机400

超导电动机404

关键技术问题405

7.7超导储能装置406

概述406

超导储能的优点与应用407

超导储能技术发展概况409

新型超导储能—超导限流组合装置412

参考文献413

第8章 高温超导低温实验技术&李来风 张浩 龚领会417

8.1低温温度的测量417

电阻型温度计417

金属电阻温度计418

半导体电阻温度计421

温差电偶温度计425

低温温度计的选择、安装和使用427

8.2低温冷源429

低温液体430

制冷机431

8.3低温液体的使用433

杜瓦容器433

输液杜瓦管439

实验用液氦杜瓦瓶的灌注440

液面的测量443

用液安全447

8.4超导材料性能的测量448

电阻测量448

交流磁化率测量449

电阻和磁化率测量系统450

热电势测量452

临界电流测试方法456

力学性能测试457

8.5超导电力应用制冷系统458

制冷机冷却技术459

浸泡冷却技术468

超导电力应用低温容器478

8.6低温绝缘材料479

超导电力装置对低温绝缘材料的要求479

低温绝缘材料及性能481

参考文献486

第四篇 超导晶体与微波器件491

第9章 REBCO高温超导晶体生长&姚忻 汤晨毅491

9.1引言491

9.2 REBCO单晶生长中的基础问题494

9.3 REBCO超导单晶的生长机制495

生长驱动力495

与RE123晶体生长相关的相图498

熔体中的晶体生长501

溶质输运505

9.4 REBCO超导单晶的生长方法507

常用的生长方法507

助溶剂的选择511

坩埚材料的选择512

使用助溶剂法的REBCO晶体生长514

使用移动溶剂浮区法的REBCO晶体生长515

9.5使用液相外延法的REBCO晶体生长517

液相外延法的应用背景517

基底材料的选择518

液相外延的初始阶段520

9.6使用顶部籽晶提拉法的REBCO晶体生长536

氧分压和RE1+xBa2-xCu3 Oz固溶度的关系536

熔体组分和RE1+x Ba2-x Cu3 Oz固溶度的关系539

9.7 REBCO超导单晶尺寸的大型化542

晶体生长时间的扩展543

生长速率决定因素544

高氧分压气氛下的REBCO晶体生长545

高RE溶解度的RE-Ba-Cu-O体系及REBCO晶体生长545

9.8小结548

参考文献549

第10章 微波特性及其应用&沈致远556

10.1引言556

10.2伦敦方程及双流理论557

10.3表面电阻的测量方法563

谐振腔端壁替代法563

平行板法565

共焦点反射计法567

传输线法567

介质谐振器法569

各种方法的综述570

10.4高功率性能及非线性效应571

10.5无源微波电路577

延迟线578

切比雪夫分功率器580

谐振器581

滤波器583

多频道网络585

天线及其馈能网络587

10.6高功率微波电路590

高温超导体—宝石谐振器591

高功率平面型滤波器593

10.7有源混合式微波电路598

10.8近期应用前景602

参考文献604

第11章 二硼化镁超导材料研究进展&索红莉607

11.1二硼化镁简介607

11.2二硼化镁线带材制备及其研究进展609

PIT方法制备二硼化镁线带材610

连续管线成型及填料方法制备二硼化镁线带材的研究614

11.3二硼化镁超导体掺杂研究进展618

金属间化合物掺杂研究进展619

非碳单质掺杂的研究进展621

碳单质掺杂二硼化镁的研究进展623

含碳化合物掺杂的研究进展626

11.4二硼化镁薄膜研究进展631

二硼化镁薄膜热力学分析631

基底的选择632

二硼化镁薄膜的制备方法633

11.5二硼化镁超导材料的研发和应用展望638

参考文献640

索引646

附录652