銅業(yè)知識(shí)：銅氧化物
2015年02月04日 10:27 4340次瀏覽 來源： 中國(guó)銅產(chǎn)業(yè)網(wǎng) 分類： 銅資訊
簡(jiǎn)介
銅氧化物一般出現(xiàn)在在高溫超導(dǎo)語境下，主要指的是釔鋇銅氧，或稱釔鋇銅氧化物、YBCO，是化學(xué)式為YBa2Cu3O7-x的化合物。它是著名的高溫超導(dǎo)體，屬于第二類超導(dǎo)體，并且是第一個(gè)制得轉(zhuǎn)變溫度在液氮沸點(diǎn)以上的材料。
歷史
在1911年發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)性后的第75年，在蘇黎世IBM工作的約翰內(nèi)斯·格奧爾格·貝德諾爾茨和卡爾·亞歷山大·米勒發(fā)現(xiàn)特定的半導(dǎo)體氧化物可以在低于35K的溫度下顯示出超導(dǎo)性，特別是鑭鋇銅氧化物，一種缺氧鈣鈦礦型的潛在材料。
在此基礎(chǔ)上，1987年，亨茨維爾亞拉巴馬大學(xué)的吳茂昆及其研究生（Ashburn和Torng），與休斯頓大學(xué)的朱經(jīng)武和他的學(xué)生共同發(fā)現(xiàn)了釔鋇銅氧，也因此引發(fā)了對(duì)新高溫超導(dǎo)材料的研究熱潮。
YBCO是首個(gè)超導(dǎo)溫度在77K以上的材料，也就是說它的轉(zhuǎn)變溫度高于液氮的沸點(diǎn)，用相對(duì)便宜的液氮就可以冷卻。之前發(fā)現(xiàn)的超導(dǎo)體都必須用液氦或液氫冷卻（Tb=20.28K）。
應(yīng)用
高溫超導(dǎo)體有很多實(shí)際中的應(yīng)用，例如可用作核磁共振成像、磁懸浮設(shè)施以及約瑟夫森結(jié)中的磁體。
主要有兩個(gè)問題限暗示制了YBCO在超導(dǎo)方面的應(yīng)用：
第一，YBCO單晶有很高的臨界電流密度，至于多晶則很低（保持超導(dǎo)態(tài)時(shí)僅能通過很小的電流）。這是由材料的晶粒界面造成：當(dāng)晶界角大于約5°時(shí)，超導(dǎo)電流就無法越過界面。這個(gè)問題可由通過化學(xué)氣相沉積制備薄膜或調(diào)準(zhǔn)晶界得到改善。
第二，此類的氧化物材料很脆，以傳統(tǒng)方法制成線狀并不能很好地保留其超導(dǎo)性質(zhì)。
另外，很多情況下大規(guī)模冷卻物體至液氮的溫度并不十分實(shí)際。
責(zé)任編輯：楊翼
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