目录 1
前言 1
第一章 超导理论概要 1
1.1 引言 1
1.2 超导体的基本性质 2
1.2.1 完全导电性 2
1.2.2 磁性 3
1.2.3 热学性质 5
1.2.4 同位素效应 8
1.2.5 二流体模型 8
1.2.6 伦敦方程式及其非局域化 9
1.2.7 中间态和界面能 11
1.2.8 超导态下的电子状态 12
1.2.9 具有超导电性的物质（超导体的经验规律） 14
1.2.10 第二类超导体 17
1.2.11 ГЛАГ理论概要 19
1.2.12 磁通量子线的运动 22
1.2.13 磁通线束的运动 23
参考文献 26
第二章 超导材料及其性能测试 27
2.1 超导材料 27
2.1.1 实用超导材料的发展历史 27
2.1.2 超导材料的不稳定性 27
2.1.3 超导材料的敷铜 28
2.1.4 超导材料的组织结构与超导性能的关系 28
2.1.5 超导材料内部的点阵缺陷和超导性能的关系 31
2.2.1 临界温度T0 32
2.2 超导材料的性能及其测量方法 32
2.2.2 临界磁场Hc2 36
2.2.3 临界电流Lc 38
2.2.4 交流损耗 45
2.3 超导线的不稳定性 50
2.3.1 磁通跳跃 51
2.3.2 退化效应、锻炼效应和低场不稳定性 57
2.4 实用超导材料 60
2.4.1 合金系材料 60
2.4.2 化合物系材料 67
参考文献 68
第三章 磁场的计算方法 71
3.1 毕奥-萨瓦特定律和线圈产生的 71
磁场 71
3.2.1 线圈轴上的磁场 72
3.2 圆筒形线圈 72
3.2.2 不在轴上的点的磁场 74
3.2.3 磁场的均匀度 77
3.3 赫姆霍尔兹线圈 79
3.4 其它形状的线圈 83
3.4.1 轴向分割圆筒形线圈 83
3.4.2 环形线圈 84
3.5 鞍形线圈 84
3.5.1 有限长的平行导体产生的磁场 85
3.5.2 无限长平行导体产生的磁场 86
3.5.3 端部导体产生的磁场 92
3.6 临界磁场和线圈的电流容量 99
3.6.1 线圈的电流容量 100
3.6.2 径向分立的线圈 101
参考文献 103
第四章 磁能与电磁力 104
4.1 基本概念 104
4.2 圆筒形线圈 105
4.2.1 电感 105
4.2.2 电磁力 106
4.3 环形线圈 107
4.4 鞍形线圈 107
4.4.1 作用在直线部分的电磁力 107
4.4.2 作用在端部的电磁力 110
4.4.3 特殊形状的鞍形线圈的电磁力 113
参考文献 114
5.1.1 概要 115
5.1 超导电性的破坏 115
方法 115
第五章 超导电性的破坏及其保护 115
5.1.2 在单线内的传播 117
5.1.3 在磁体内的传播 125
5.2 线圈的保护方法 131
5.2.1 概要 131
5.2.2 转变时的发热 131
5.2.3 无保护电路时 132
5.2.4 串联电阻保护法 133
5.2.5 分段电阻保护法 134
5.2.6 振荡电路保护方法 135
5.2.7 变压器保护法 136
5.2.8 各种方法的比较 138
参考文献 139
6.1.1 一端冷却的引线 140
6.1 引线 140
第六章 电流供电方法 140
6.1.2 气体冷却引线 142
6.1.3 气体冷却引线的详细分析 143
6.2 磁通泵 145
6.2.1 门德尔森变压器 145
6.2.2 奥尔森和巴克霍德方法 145
6.2.3 斯沃茨-罗斯讷-希尔德布兰特磁通泵 148
6.2.4 拉奎尔磁通泵 148
6.2.5 沃尔格磁通泵 149
6.2.6 移动磁场型磁通泵 150
6.3 磁通泵的效率 152
6.4 电流供电方法的比较 153
6.4.1 引线的热损耗 153
6.4.2 磁通泵的热损耗 154
6.4.3 几种电流供电方法的损耗比较 155
参考文献 157
第七章 致冷装置与致冷方法 158
7.1 致冷原理 158
7.1.1 致冷所需要的功 158
7.1.2 致冷的热力学原理 158
7.1.3 基本的液化致冷循环方式 162
7.2 实用的氦液化器 163
7.2.1 级联式氦液化器 163
7.2.2 膨胀式氦液化器 164
7.2.3 特殊型的氦液化器 165
7.3 低温容器 165
7.3.1 低温热传导 165
7.3.2 低温绝热 166
7.3.3 低温容器的结构 167
7.4 冷却方法 171
7.4.1 浸渍冷却 171
7.4.2 通过核沸腾和膜沸腾进行冷却 173
7.4.3 超导磁体的冷却 176
7.5 极低温致冷技术的展望 179
参考文献 180
第八章 超导电性的应用 181
8.Ⅰ 超导磁体等的应用 182
8.Ⅰ.1 超导磁体与常规磁体 182
8.Ⅰ.2 超导磁体的经济性 183
8.Ⅰ.3 超导体在电力设备上的应用 185
8.Ⅰ.3.1 超导旋转机械 185
8.Ⅰ.3.2 超导变压器 193
8.Ⅰ.4.1 在磁流体发电机中使用超导磁体的必要性及经济性 194
8.Ⅰ.4 在磁流体发电机（MHD）上的应用 194
8.Ⅰ.3.3 超导断路器（开关）、整流器 194
8.Ⅰ.4.2 鞍形超导磁体 198
8.Ⅰ.4.3 大型磁体的发展和存在的问题 200
8.Ⅰ.5 超导储能装置 204
8.Ⅰ.5.1 用超导线圈储存电磁能 204
8.Ⅰ.5.2 储能线圈的形状 205
8.Ⅰ.5.3 储能环形线圈的设计 206
8.Ⅰ.5.4 电磁能的存储方法及释放方法 208
8.Ⅰ.5.5 大容量电力储存的可能性 209
8.Ⅰ.5.6 发展储能装置存在的问题 209
8.Ⅰ.6 超导在受控热核反应上的应用 209
8.Ⅰ.6.1 受控热核反应概要 209
8.Ⅰ.6.2 在受控热核反应中使用超导磁体的必要性 211
8.Ⅰ.7.1 粒子束流输送系统的超导磁体 212
8.Ⅰ.7 超导磁体在核物理方面的应用 212
8.Ⅰ.7.2 粒子束流输送系统用的超导磁体的经济性 214
8.Ⅰ.7.3 汽泡室用超导磁体 219
8.Ⅰ.7.4 其它超导磁体 222
8.Ⅰ.7.5 超导体在加速管中的应用 225
8.Ⅰ.7.6 超导同步加速器 226
8.Ⅰ.7.7 核物理实验用的超导磁体中的实际问题 228
8.Ⅰ.8 船舶电磁推进装置 229
8.Ⅰ.9 超导磁体悬浮高速列车 229
8.Ⅰ.10 超导磁体在空间技术上的应用 230
8.Ⅰ.10.1 高速火箭发射 230
8.Ⅰ.10.2 飞船屏蔽 231
8.Ⅰ.10.3 风洞实验 231
8.Ⅰ.11 超导输电线 231
8.Ⅰ.11.1 计算例子 232
8.Ⅰ.11.2 冷却方式 235
8.Ⅰ.11.3 存在的问题 235
8.Ⅰ.11.4 冷却系统 236
8.Ⅰ.12 利用完全抗磁性的超导装置 243
8.Ⅰ.12.1 超导重力仪 243
8.Ⅰ.12.2 超导陀螺仪 243
8.Ⅰ.12.3 超导（无摩擦）轴承 245
8.Ⅱ 超导电性在电子学中的应用 246
8.Ⅱ.1 超导隧道效应及其应用 246
8.Ⅱ.1.1 正常电子隧道效应 246
8.Ⅱ.1.2 正常电子隧道效应的应用 247
8.Ⅱ.1.3 约瑟夫逊效应 249
8.Ⅱ.1.4 约瑟夫逊隧道结的制作 251
8.Ⅱ.1.5 约瑟夫逊效应的应用 254
8.Ⅱ.2.1 冷子管 266
8.Ⅱ.2 超导电性在电子计算机上的应用 266
8.Ⅱ.2.2 由冷子管构成的电路 268
8.Ⅱ.2.3 持续电流存储元件 269
8.Ⅱ.3 超导天线、通讯电缆、延迟线和谐振器 271
8.Ⅱ.3.1 超导天线 271
8.Ⅱ.3.2 通讯电缆 273
8.Ⅱ.3.3 延迟线 275
8.Ⅱ.3.4 谐振器 276
8.Ⅱ.4 其它应用 278
8.Ⅱ.4.1 超导测辐射热计 278
8.Ⅱ.4.2 交叉膜冷子管放大器 281
8.Ⅱ.4.3 参量放大器 281
参考文献 282
9.1.3 膨胀系数 285
9.1.2 强度 285
9.1.4 热导率 285
第九章 低温材料 285
9.1.1 弹性系数 285
9.1 非金属材料 285
9.2 电绝缘材料 286
9.2.1 机械性能 286
9.2.2 电性能 290
9.3 金属材料 297
9.3.1 低温用钢 297
9.3.2 奥氏体系钢 298
9.3.3 有色金属（铝、铜） 298
9.3.4 低温下金属的物理性能 298
9.3.6 金属的机械性能 301
9.3.5 电导率 301
9.3.8 液氮的输送与转移 305
9.3.9 液氦的输送 305
参考文献 306
第十章 低温测量技术 307
10.1 磁场测量 307
10.1.1 恒定磁场和脉冲磁场 307
10.1.2 强磁场和弱磁场 307
10.1.3 常温磁场和低温磁场 307
10.1.4 标准点（定点） 307
10.1.5 磁场测量方法 307
10.2 温度测量 320
10.2.1 引言 320
10.2.2 温度定点 322
10.2.3 气体温度计 323
10.2.4 蒸气压温度计 324
10.2.5 电阻温度计 324
10.2.7 磁温度计 330
10.3 液面测定 330
10.2.6 热电偶温度计 330
10.3.2 热振荡法 332
10.3.3 碳电阻法 332
10.3.1 简单的液面计 332
10.3.4 铂电阻法 333
10.3.5 水压法 333
10.3.6 利用超导体的液面测定法 334
参考文献 335
9.3.7 液体的输送 805