任务书+开题报告+评价

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1、毕 业 论 文（ 2013 届）题 目 高温超导相关实验研究 学 院 物理电气信息学院 专 业 物理师范 年 级 09 级物理师范（2）班 学生学号 12009243976 学生姓名 马 峰 山 指导教师 高 永 伟 2012 年 12 月 3 日2毕业论文任务书附表一论文题目 选题方向学生姓名 所学专业 班级指导教师姓名 所学专业 职称一、毕业论文基本要求（指导教师填写：包括学生论文应完成的基本环节及各环节要求、学生应遵循的学术规范、论文对本专业相关能力的训练要求等） 。指导教师签名： 年 月 日二、学生学术诚信承诺： 郑重承诺：本论文在选题、写作、修订完稿过程中将保守学术诚信之要，由本人在

2、指导教师指导下独立完成；论文所使用的相关资料、数据、观点等均真实可靠，凡论文引用他人观点、材料均将注明出处，保证不剽窃或不正当引用他人学术成果。如有违反上述内容者，本人愿承担一切后果。学生签名： 年 月 日三、毕业论文合作者及分工：四、毕业论文进度安排阶段 各阶段内容 起止时间 指导教师检查签名3毕业论文开题报告 附表二论文题目 高温超导相关实验研究 选题方向学生姓名 马峰山 专业 物理师范 年级、班级 09 级（2）班一、选题的来源、目的、意义和基本内容1、依据高永伟老师提供的课题完成此论文选题。2、超导材料是在低温条件下能出现超导电性的物质。超导材料最独特的性能是电能在输送过程中几乎不会损

3、失。超导材料的发展经历了从低温到高温的过程，经过无数科学家的努力，超导材料的研究已经取得了巨大的发展。近年来，随着材料科学的发展，超导材料的性能不断优化，实现超导的临界温度也越来越高。高温超导材料的制备工艺也得到了长足的发展，一些制备高温超导材料的材料陆续被科学家发现。现在，超导材料的研究主要集中在超导输电线缆，超导变压器等电力系统方面，还有，利用超导材料可以形成强磁场，是超导材料在磁悬浮列车的研究上有了用武之地，另外，超导材料在医学，生物学领域也取得了很大的成就。超导材料的研究未来，超导材料的研究将会努力向实用化发展。一旦室温超导体达到实用化、工业化，将对现代文明社会中的科学技术产生深刻的影

4、响。3、 第一部分：高温超导体的发现和发展概况。超导是物理世界中最奇妙的现象之一。正常情况下，电子在金属中运动时，会因为金属晶格的不完整性等而发生弹跳损耗能量，即有电阻。而超导状态下，电子的运动不受到任何阻力，即电组为零。高温超导是指材料在某个相对较高的临界温度，电阻突降至零。超导作为一种广义的量子相变，具有深厚的物理内涵。第二部分：高温超导体的基本性质。高温超导电性和抗磁性是超导体的两个重要性质。超导电性也即零电阻特性，实验表明：超导状态中零电阻现象不仅与超导体温度有关，还与外磁场强度和通过超导体的电流有关，这意味着存在临界电流，超过临界电流就会出现电阻。抗磁性即不管超导体内原来有无磁场，一

5、旦进入超导态，超导体内的磁场一定等于零（理想状态）。第三部分：设计实验来研究高温超导的有关性质。查阅资料研究超导隧道效应和约瑟夫森效应；通过实验测量确定所用超导材料的临界温度T；通过实验设计进行麦斯纳效应的研究。第四部分：超导技术的应用。超导技术的应用十分广泛，涉及输电、电机、交通运输、微电子和电子计算机、生物工程、医疗、军事等领域，这种新技术军民兼用，可研制出“双重”产品，将获得极大的社会效益和军事效益。第五部分：超导学科的发展前景。超导作为一个正在迅速发展的学科，其前景是非常广阔的，通过物理、化学和材料科学等方面的协同研究，可望在二方面取得较大进展。4二、国内外研究综述探索新型超导材料在超

6、导材料研究中始终起着关键的作用，同时也是一项高风险、高投入的研究工作。自1911年荷兰物理学家卡麦林昂尼斯发现汞在4.2K附近的超导电性以来，人们发现的新超导材料几乎遍布整个元素周期表，从轻元素硼、锂到过渡重金属铀系列等。超导材料的最初研究多集中在元素、合金、过渡金属碳化物和氮化物等方面。至1973年，发现了一系列A 型超导体和三元系超导体，如Nb Sn、V Ga、Nb Ge，其中Nb Ge15 333超导体的临界转变温度(T )值达到23.2K。以上超导材料要用液氦做致冷剂才能呈现超导c态，因而在应用上受到很大限制。1986年，德国科学家柏诺兹和瑞士科学家穆勒发现了新的金属氧化物超导材料即钡

7、镧铜氧化物(La-BaCuO)，其T 为35K，第一次实现了液氮温区c的高温超导。铜酸盐高温超导体的发现是超导材料研究上的一次重大突破，打开了混合金属氧化物超导体的研究方向。1987年初，中、美科学家各自发现临界温度大于90K的YBacuO超导体，已高于液氮温度(77K)，高温超导材料研究获得重大进展。后来法国的米切尔发现了第三类高温超导体BisrCuO，再后来又有人将Ca掺人其中，得到Bis尤aCuO超导体，首次使氧化物超导体的零电阻温度突破100K大关。1988年，美国的荷曼和盛正直等人又发现了T 系高温超导体，将超导临界温度提高到当时公认的最高记录125K。瑞士苏黎世1的希林等发现在Hg

8、BaCaCuO超导体中，临界转变温度大约为133K，使高温超导临界温度取得新的突破。目前，高温超导材料指的是：钇系(92 K)、铋系(110 K)、铊系(125 K)和汞系(135 K)以及2001年1月发现的新型超导体二硼化镁(39 K)。其中最有实用价值的是铋系、钇系(YBCO)和二硼化镁(MgB )。氧化物高温超导材料是以铜氧化物为组分的具有钙钛矿层状结2构的复杂物质，在正常态它们都是不良导体。同低温超导体相比，高温超导材料具有明显的各向异性，在垂直和平行于铜氧结构层方向上的物理性质差别很大。高温超导体属于非理想的第II类超导体。且具有比低温超导体更高的临界磁场和临界电流，因此是更接近于

9、实用的超导材料。特别是在低温下的性能比传统超导体高得多。高温超导材料已进入实用化的研究开发阶段，氧化物复合超导材料的耐用(robustness) 和稳定性已引起材料科学家的广泛重视。 由于高温超导薄膜材料较早进入电子学器件的应用领域，很多学者做了薄膜材料与环境相关的稳定性和寿命研究工作。浸泡实验是一种常用的方法：在不同试剂 (水、酒精和丙酮等)、不同气氛(干氮、湿氮和流动氧等)中做周期循环和热时效疲劳试验。研究表明， 超导电性的退化主要来自于杂相 (第二相) 及时效过程中的析出相。美国西北大学的Mirkin建议把在其它材料中应用已十分广泛的分子单层表面化学改性(又称“自装配，Self asse

10、mbly”) 引入到高温超导铜氧化合物中来。例如用有机物对YBCO表面进行分子单层表面改性，以此改善薄膜对环境的敏感性。5参考文献1 李华，胡国程，LI Hua，HU Guo-cheng .超导材料 .湖南冶金 ，2000，(5)2 冯瑞华，姜山.超导材料的发展与研究现状.低温与超导，2007，35(6)3 谈国强。超导材料的发展状况.佛山陶瓷，2005，54 超导材料的应用.内蒙古电大学刊，2004，25 石勇.超导材料的制备与特性研究综述.山西煤炭管理干部学院学报，2006，19 (2)6 杨公安，蒲永平，王瑾菲，庄永勇，韦继锋超导材料研究进展及其应用.陶瓷，2009，(7)7 严仲明，董

11、亮，王豫.超导材料在电工领域的应用.电工材料，2007，28 宗曦华，张喜泽.超导材料在电力系统中的应用.电线电缆，2006，(5)9 袁冠森.高温超导材料的实用化的新进展.稀有金属，1998，22 (3)10 钱九红，袁冠森.高温超导材料制备工艺的进展.稀有金属，1998年 22 (2)11 李想.我国超导材料发展快步走向实用产业化.稀有金属快报，2006，25 (5)12 钱廷欣，周雅伟，赵晓鹏.新型超导材料的研究进展.材料导报，2006，20 (2)13 李想.中国超导材料发展快步走向实用化.稀土信息，2006，(5)四、指导教师意见指导教师签名 年 月 日五、学院毕业论文领导小组审核意

12、见领导小组组长签名 年 月 日6毕业论文教师指导情况附表三论文题目 选题方向学生姓名 专业 年级、班级一、对论文选题及写作纲要的指导意见指导教师签名： 年 月 日二、对论文初稿的指导意见：指导教师签名： 年 月 日三、对论文修订稿的指导意见：指导教师签名 年 月 日四、对学生文献收集、分析及运用能力的综合评价指导教师签名 年 月 日7毕业论文评价表附表四指导教师评语：成绩： 签名： 年 月 日评阅人评语：成绩： 签名： 年 月 日学科答辩小组评语：成绩： 答辩小组组长签名： 年 月 日 学院答辩领导小组意见：签名： 年 月 日指导教师 评阅人 答辩小组 最终成绩（占 %） （占 %） （占 %）说明：指导教师、评阅人和答辩小组按百分制赋分，各项所占比重参考值分别为：40%、20%、40%，各学院也可根据专业特点和要求自行调整，但必须在表中明确标识。最终成绩由教学秘书核计。