第343章 影响国家发展的材料
虽然昨晚忙碌到晚上两点多才睡,但第二天,徐川依旧七点多就从床上爬起来了。
简单的洗漱和吃了个早餐后,他便迅速赶到了研究所。
高温铜碳银复合材料的测试可还没有完,昨天晚上,他和宋文柏仅仅是针对超导临界tc温度和迈斯纳效应进行了测试。确认了这种新型铜碳银复合材料在152k的温度下能转变成超导态。
而一项材料的测试项目可不止这些。
除了普通材料的力学性能测试、电子学特性测量外,超导材料还有独特的界电流密度、涡旋钉扎性能、捕获磁场等方面测试。
而相对比力学、电子学那些普通特性外,后面的超导测试才是关系到一项超导材料好坏的关键。
比如临界电流密度,指的是在一定化学环境下所能够达到的最大电流密度,即使在最大电流流量下也不会发生电极腐蚀或者化学阻抗的变化。
如果对超导体稍微有点了解的人一般都知道超导具有临界温度tc这个概念。就是正常相材料转变成超导材料的温度。
但超导体不仅具有临界温度,还具有临界电流密度和临界磁场强度。
一旦温度高于临界温度/电流密度超过了临界电流密度/磁场强度超过了临界磁场强度,就会向正常相转变。
换句话简单的来说,温度过高,电流过大,磁场过强都会使超导体丧失超导性。
而现如今制备出的超导体中不存在同时具有高临界温度,高临界电流密度和高临界磁场密度的材料,因此超导体的应用并不广泛。
但是正因如此,超导体的研究具有很大的价值。
若能找到“三高”超导体(高临界温度,高临界磁场,高临界电流密度),就具有广阔的应用前景。
因此相关研究虽然称不上最热门,但一直是凝聚态物理领域的重要研究方向之一。
而如何提升临界电流密度和临界磁场密度,也是目前超导材料界最前沿的研究方向。
所以在接下来的时间中,徐川需要对他制备出来的高温铜碳银复合超导材料进行完备的测试。以确定这种新型材料各方面的参数。
此外,他还需要尽快的将这种产品工业化。
毕竟时间不等人,可控核聚变工程已经开启,相对比使用其他的超导材料,比如氧化铜基超导材料制造磁约束装置来说,他更愿意也更熟悉使用后世自己研发的铜碳银复合高温超导材料。
一方面不仅仅是因为熟悉铜碳银复合高温超导材料的性能;另一方面,则是铜碳银复合高温超导材料能提供的磁场强度要远超寻常的超导材料。
大型强粒子对撞之所以动辄几十公里,原因不仅仅是因为需要将粒子加速到极致,更是因为提供磁场的超导体,具有极限。
比如欧洲原子能研究中心的lhc对撞机,使用的磁体是由铌钛(nbti)超导材料制成的,目前仅仅能提供8.3特斯拉的磁场强度。
而这方面的性能严重限制了对撞的能级,目前lhc的对撞能级极限在13tev左右。
但如果能将磁场强度提升一倍,达到16t,那么以lhc的规模,对撞能级能提升到100tev级别。
磁场强度翻一倍,对撞能级能提升借接近八倍。
这就是超导材料临界磁场的重要性了。
而在可控核聚变上,临界磁场强度的重要性就显得更胜一筹了。
高临界磁场,才能提供更高的磁约束力,徐川不可能为了提升约束力将反应堆修成直径十几公里的巨型堆,那并不现实。
所以提升高临界磁场,就是他唯一的选择了。
目前临界磁场最高的超导体材料是由樱国研究镁二硼超低温超导体材料,能够达到40特斯拉的磁场强度。
40特斯拉的磁场强度听起来并不是很夸张的样子,但实际上它已经非常惊人了。
简单的对比一下你就知道了。
用家庭中常用电器冰箱来举例。冰箱中使用的磁铁只有一特斯拉的百分之一,也就是0.01t。
对比之下,40t这个数值就很夸张了。
不过受限于材料本身难以塑造、需要临界温度极低等缺点,这种镁二硼低温超导材料没法广泛应用到仪器设备上,目前还仅用于实验室研究。
而常规氧化铜超导体材料虽然同样能提供差不多接近20t左右的磁场强度,但它也同样有着镁二硼超低温超导体材料的缺点。
至于铜碳银复合高温超导材料,他后世研究出来的材料磁场强度是在16t左右。