高溫超導(dǎo)材料的合金鋼管

當(dāng)溫度T降至臨界溫度T。以下時(shí)，超導(dǎo)體的電阻突然變?yōu)榱?，這就是合金鋼管的零電阻現(xiàn)象。自從1911年荷蘭物理學(xué)家昂內(nèi)斯發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象以來，由于超導(dǎo)性的神奇的魅力，它一直都是材料、物理等學(xué)科研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域。目前高溫超導(dǎo)材料主要有：鑭系（35K）、釔系（92K）、鉍系（110K）以及2001年1月發(fā)現(xiàn)的新型超導(dǎo)體二硼化鎂（39K）。

其中，鉍系高溫超導(dǎo)帶材是目前可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的超導(dǎo)材料，鉍系高溫超導(dǎo)材料是由Michel等人發(fā)現(xiàn)的。至少具有三個(gè)不同的超導(dǎo)相，它們分別是B22201、B22212、Bi223相，相應(yīng)的超導(dǎo)臨界轉(zhuǎn)變溫度T為10K、80K和110K，其中制備相成分以B2223相為主的、具有高臨界電流密度J。

的鉍系高溫超導(dǎo)帶材，是目前各國超導(dǎo)界科學(xué)家追求的目標(biāo)之由于鉍系材料易于成形制成帶材，因此在強(qiáng)電應(yīng)用中占有重要的地位。合金鋼管超導(dǎo)帶材可通過多種工藝來制備，現(xiàn)在流行的工藝是粉末裝管法（PIT法）。

有關(guān)合金鋼管材質(zhì)的深層修復(fù)

（1）在玻璃微珠填充的環(huán)氧樹脂復(fù)合材料中嵌入空心纖維，采用的修復(fù)劑為單組分或雙組分粘合劑。在載荷作用下液態(tài)纖維損壞，適時(shí)釋放粘合劑到裂紋處固化，從而達(dá)到愈合基體、阻止裂紋進(jìn)一步擴(kuò)展的目的。

（2）利用空心光纖作為輸送修復(fù)結(jié)構(gòu)膠液的通道，當(dāng)結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位出現(xiàn)損傷時(shí)，內(nèi)含膠液的空心光纖網(wǎng)絡(luò)可以檢測(cè)出結(jié)構(gòu)損傷的位置，并輸出膠液對(duì)損傷進(jìn)行修復(fù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)損傷的自診斷及自修復(fù)功能。

（3）將環(huán)戊二烯二聚休包裹在脲醛樹脂制成的微囊里，和Grubbs催化劑一起分散在環(huán)氧基體中，當(dāng)合金鋼管材料產(chǎn)生裂縫時(shí)，微囊損壞，環(huán)戊二烯二聚體由于裂縫產(chǎn)生的毛細(xì)管虹吸作用迅速滲入銀紋，碰到Grubbs催化劑產(chǎn)生交聯(lián)聚合以達(dá)到修復(fù)的目的。實(shí)驗(yàn)測(cè)試表明，這種合金鋼管材料有75%的修復(fù)率。該體系將埋植技術(shù)、微囊技術(shù)、烯烴聚合、高分子多組分體系等有機(jī)地結(jié)合在一起，達(dá)到材料深層自修復(fù)的目的。

合金鋼管產(chǎn)品的實(shí)用階段

合金鋼管在20世紀(jì)90年代得到迅速發(fā)展，已開始進(jìn)入實(shí)用階段，顯示了旺盛的生命力。預(yù)計(jì)到2020年，全部超導(dǎo)產(chǎn)品中高溫超導(dǎo)占60%~70%。盡管目前高溫超導(dǎo)在技術(shù)上和資金上仍存在問題，但它以比液氦便宜50倍的液氮為工作介質(zhì)，具有低溫超導(dǎo)無法企及的優(yōu)點(diǎn)。

由于高溫超導(dǎo)材料具有其他材料無法比擬的巨大優(yōu)越性，具有非常廣闊的應(yīng)用前景，可廣泛用于能源、通信、交通、科學(xué)研究及國防等方面，將對(duì)國民經(jīng)濟(jì)和人類社會(huì)的發(fā)展產(chǎn)生巨大的推動(dòng)作用。美國能源部認(rèn)為合金鋼管技術(shù)是21世紀(jì)電力工業(yè)重要的高技術(shù)儲(chǔ)備，是檢驗(yàn)美國將科學(xué)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化為應(yīng)用技術(shù)能力的重大實(shí)踐。

日本認(rèn)為掌握超導(dǎo)電力技術(shù)是保證日本能在21世紀(jì)全球競爭中保持優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵所在。根據(jù)世界銀行預(yù)測(cè)，到2020年，全球超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)值將達(dá)2440億美元以上，高溫超導(dǎo)材料將從根本上改變?nèi)祟惖挠秒姺绞健?