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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、ξ47

(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——NbTi118

(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