超导电性及其应用PDF电子书下载

第一章 超导概念与理论概述 1

一、基本现象与早年理论 1

(一) 零电阻与完全排磁通 1

(二) 超导电子有序化与二流体模型 7

(三) 超导电动力学研究准备 11

(四) 伦敦方程与磁场穿透深度 13

(五) 有序超导电子的位置空间有序延伸尺度 16

(六) 早年的“净”“脏”超导体 18

二、超导微观理论 19

(一) 困惑和启示 20

(二) 双电子与晶格振动的相互作用 24

(三) 理想的超导电子对 28

(四) 超导态的超导电子对构成 31

(五) 0K时的超导态——超导基态 34

(六) 超导第一激发态 38

(七) BCS的T_c公式 42

(一) GLAG理论 44

三、GLAG理论与理想第二类超导体 44

(二) GL方程与λ、ξ 47

(三) 界面能与磁通量子化(e_s＝2e) 54

(四) 理想第二类超导体 60

参考文献 87

第二章 非理想第二类超导体及实用超导材料 90

一、非理想第二类超导体 90

(一) 非理想第二类超导体的基本性质 90

(二) 磁通钉扎与定向超流密度——磁通驱动力和磁通钉扎力 98

(三) 临界电流密度与临界态描述 102

(四) 温度为0K时磁通格子的受力及其运动 105

(五) 磁通跳跃(磁不稳性)及其克服 111

二、低温超导材料 117

(一) 韧性合金超导材料——NbTi 118

(二) 脆性A15型A_3B超导化合物材料 124

(三) Nb_3Al成材研究的新进展 131

三、高温超导氧化物 136

(一) 高温超导氧化物的结构及特性 137

(二) 单晶的各向异性 142

(三) 高温超导体中的磁通线 146

(四) J_c的各向异性和本征钉扎 149

(五) 晶粒与晶粒之间连接——弱连接 151

(六) 高温超导氧化物的混合态 155

(七) 热激活磁通运动 161

四、高温超导材料 178

(一) YBa_2Cu_3O_(7-x)体材 178

(二) 高温超导氧化物线、带材 189

参考文献 202

一、超导螺管线圈的磁场计算(Ⅰ) 206

第三章 超导磁体的磁场计算 206

二、超导螺管线圈的磁场计算(Ⅱ) 213

三、由螺线管的组合产生高均匀度磁场的算法 221

四、高均匀度磁场的有源补偿方法 224

(一) 磁场的展开 224

(二) z方向磁场分量的修正 228

五、计算静磁场问题的模板方法 235

(一) 模板1：无限长载流丝 238

(三) 模板3：有限长载流丝 239

(二) 模板2：无限短载流丝 239

(四) 模板4：无限长平面电流片 240

(五) 模板5：有限长平面电流片 241

(六) 模板6：无限长矩形截面电流柱 241

(七) 模板7：无限短矩形截面电流柱 242

(八) 模板8：有限长矩形截面电流柱 243

(九) 模板9：圆形截面环状电流片 244

(十) 模板10：任意截面环状电流片 245

(十一) 模板11：有限厚度圆形截面环状线圈 245

(十二) 模板12：电流丝圆环 246

(十三) 模板13：不成整圆的电流丝 247

(十四) 模板14：无限长圆柱状电流片 247

(十五) 模板15：无限长圆柱状载流线圈 248

六、具有铁芯或铁轭的超导磁体的计算 248

(一) 有限元算法 249

(二) 边界元方法 257

参考文献 262

一、概述 263

第四章 超导磁体技术 263

二、超导磁体的退化和锻炼效应 266

三、超导磁体的稳定性 269

(一) 绝热稳定化判据 270

(二) 动态稳定判据 271

(三) 低温稳定判据 272

四、超导体的交流损耗 277

(一) 磁滞损耗 277

(二) 涡流损耗 279

(三) 自场损耗 280

五、超导磁体设计 284

(一) 磁场计算 285

(二) 超导材料的选择 287

(三) 超导线电流密度的选择 290

(四) 磁体稳定性的选择 291

(五) 超导磁体的失超保护 292

(六) 磁体结构的选择 294

(七) 超导磁体的冷却方式 296

(八) 超导磁体的励磁方式 299

参考文献 302

第五章 超导磁体的应用 304

一、超导磁体在电力领域中的应用 304

(一) 超导电机 304

(二) 超导变压器 309

(三) 超导限流器 312

(四) 超导输电 315

(五) 超导储能 318

(一) 高能加速器 324

二、超导磁体在大型科学工程中的应用 324

(二) 高能粒子探测器 328

(三) 核聚变装置 331

(四) 磁流体发电装置 336

三、超导磁体在交通和工业领域中的应用 341

(一) 超导磁悬浮列车 341

(二) 超导电磁推进船舶 343

(三) 超导磁分离装置 347

(四) 超导磁拉单晶生长炉 350

四、超导磁体在生物医学领域中的应用 354

(一) 超导核磁成像装置(MRI) 354

(二) 核磁共振谱仪(NMR) 358

五、超导磁体的其他应用 361

(一) 超导扫雷具 361

(二) “磁窗”用超导磁体 365

参考文献 366

一、引言 370

第六章 超导在电子学技术中的应用 370

二、超导电子学的物理和技术基础 372

(一) 约瑟夫森(Josephson)效应 372

(二) Nb结技术 380

(三) 高临界温度YBCO超导薄膜 389

(四) 高临界温度超导HTS约瑟夫森结 397

三、超导量子干涉器件 410

(一) d.c.SQUID的工作特性和噪声 411

(二) rf SQUID的工作特性和噪声 415

(三) SQUID的应用 417

(四) SQUID磁强计 421

(五) SQUID磁强计应用 432

四、超导高频器件 442

(一) 超导薄膜的高频性能 442

(二) 超导无源微波器件 444

(三) 约瑟夫森高频器件 454

(四) 超导混频器 458

(五) 约瑟夫森电压基准 462

(一) 超导数字电路的发展概况 471

五、超导数字电路 471

(二) 约瑟夫森结电压态逻辑电路 472

(三) 快单磁通量子RSFQ逻辑电路 480

六、超导粒子探测器 491

七、超导三端器件 499

(一) 电场效应器件 499

(二) 电荷注入器件 500

(三) 磁通流器件 504

参考文献 504