超導(dǎo)技術(shù)及其軍事應(yīng)用.doc

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1、超導(dǎo)技術(shù)及其軍事應(yīng)用王靜端李耀輝電阻為零超導(dǎo)技術(shù)顯奇效導(dǎo)體在溫度下降到某一值時，電阻會突然消失，這一奇妙的現(xiàn)彖叫做超導(dǎo)現(xiàn)象。它是在1911年山荷蘭物理學(xué)家昂尼斯首先發(fā)現(xiàn)的。具有超導(dǎo)性的物質(zhì)稱Z為超導(dǎo)體。超導(dǎo)體順超導(dǎo)狀態(tài)下電阻為間水合學(xué)效有車真，可輸送大電流而不發(fā)熱、不損耗，具有高載流能力，并可長時無損耗地儲存銀是一種超導(dǎo)金和化合物在攻應(yīng)大量的電體。后來低溫下也的研究生能以及能產(chǎn)生極強(qiáng)的磁場。昂尼斯發(fā)現(xiàn),各國的科學(xué)家又相繼發(fā)現(xiàn)了許多金屈、表現(xiàn)出超導(dǎo)性。1962年，止在英國劍橋大約瑟夫遜提出了超導(dǎo)效應(yīng)（亦稱約瑟犬遜讀博士學(xué)位）的原理，超導(dǎo)技術(shù)自此開始嶄露頭角，展現(xiàn)

2、出引人注目的前例如用超導(dǎo)材料制成的磁場強(qiáng)度15?20高斯的電磁體，重量只十千克，要是用銅線則有兒噸重；用超導(dǎo)材料制造的磁懸浮列,速度可達(dá)550千米/小吋,與空隧道中運行，其速度可達(dá)民航飛機(jī)差不多；如果磁懸浮列車在1600千米/小時，比超音速飛機(jī)還快。低了提太礙度度阻幅溫Ifu大、臨利日的‘、上前美以目持續(xù)升“溫”，超導(dǎo)技術(shù)推廣有望突然變?yōu)榱銜r的溫度稱Z為臨界溫度。山于實現(xiàn)超導(dǎo)的,獲得低溫所消耗的電能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過超導(dǎo)所節(jié)省的電能，因超導(dǎo)技術(shù)的推廣。為了實現(xiàn)超導(dǎo)體的大規(guī)模應(yīng)用，關(guān)鍵是高超導(dǎo)體的溫度。從1911年至1985年的75年間，利用液氮制超導(dǎo)體的臨界溫度最高只提

3、高到23.2Ko然ifu從1986年起,中等國的科學(xué)家經(jīng)過艱苦努力，相繼獲得了100K（即-173.5°C）界溫度的超導(dǎo)體，從此揭開了超導(dǎo)體大規(guī)模應(yīng)用的序幕。用超導(dǎo)材料研制成的各種超導(dǎo)器件開始獲得廣泛應(yīng)用。我國科學(xué)家在高溫超導(dǎo)材料研究方面從一開始就位居世界前列，而且從80年代末期以來，我國在高溫超導(dǎo)材料的研究和應(yīng)用方面一直處于IU：界先進(jìn)水平。我國物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種材料，在-lire時會出現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象。另外在制備超導(dǎo)薄膜、量子干涉器件、金屬有機(jī)氣相沉積制膜、高溫超導(dǎo)材料的制備等許多方面都做岀了重大的貢獻(xiàn)。0前，高溫超導(dǎo)材料的應(yīng)用正朝著大電流（強(qiáng)電）、電子學(xué)（弱電

4、）和抗磁性等三個方向發(fā)展?？茖W(xué)家們止在努力尋找臨界溫度更高，其至室溫超導(dǎo)材料°一旦獲得成功，必將導(dǎo)致一場新的技術(shù)革命，特別是在軍事領(lǐng)域?qū)a(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，有可能使武器裝備和軍隊作戰(zhàn)樣式發(fā)生巨大的變革。小而倍“能”，軍用領(lǐng)域貢獻(xiàn)多超導(dǎo)計算機(jī)利用約瑟夫遜效應(yīng)9在約瑟夫遜結(jié)上加電源個臨界值時9絕緣層上不出現(xiàn)電壓降9此時結(jié)處超過臨界值時9結(jié)呈現(xiàn)電阻9并產(chǎn)生幾亳伏的電常態(tài)0如在結(jié)±加-—個控制極來控制通過結(jié)的電場9可使結(jié)在兩個工作狀態(tài)Z間轉(zhuǎn)換這就成了利用超導(dǎo)開關(guān)可制成超導(dǎo)存儲器超導(dǎo)大規(guī)模集機(jī)中理想的超咼速器件O利用超導(dǎo)器件制成的超計算機(jī)相比9具有諸多優(yōu)勢■?「流某電于當(dāng)?shù)?/p>

5、;流態(tài)電導(dǎo)當(dāng)超止。算為磁關(guān)計通變加開I普轉(zhuǎn)外導(dǎo)這為即用超，機(jī)，利的路算降或型電計壓流典成導(dǎo)微il-吋分高一是運秒=10算機(jī)快不發(fā)熱之一，。目前快秒），這使得超導(dǎo)計算機(jī)的運行速度將比目前的是功耗低，集成度高。山于電流在超導(dǎo)體中流動行速12次方100倍。二，也不損耗，超導(dǎo)集成電路的功耗僅為硅集成電路的幾百為一般晶體管的己達(dá)到大規(guī)模集O超導(dǎo)開關(guān)的開關(guān)速度目前己達(dá)幾微微秒（1微分之一，因此其集成度可望做得很路的水平。另外，超導(dǎo)器件的結(jié)構(gòu)基本上可用現(xiàn)行大規(guī)模集成電路工藝制作，因而無需花費大量的財力與人力。而口可用超導(dǎo)傳輸線來完成計算機(jī)中元器件Z間的信號傳輸。超導(dǎo)傳輸線具

6、有無損耗和低色散的特點。FI本ETL研究所己于1991年研制成世界上第一臺超導(dǎo)計算機(jī)。超導(dǎo)計算機(jī)的研制成功，不僅促進(jìn)了計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，也為軍事C3I系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用展現(xiàn)了美好前景。超導(dǎo)電磁測量裝置利用導(dǎo)電磁測現(xiàn)高精度干涉儀對超量的周導(dǎo)器件裝備使測量和圍磁場對磁場極對的和的例極電磁輻電磁信如利用其敏感進(jìn)都瑟其行測能被夫遜靈敏量，靈敏度采集、處理器件制成的超導(dǎo)量子度可達(dá)10的-10次方?10的-13次方特斯拉。釆用超導(dǎo)最子干涉儀潛艇，而S.還能制成比常規(guī)手段高岀3?5個數(shù)量級。在軍事領(lǐng)域，的磁異常探測系統(tǒng)，不但可探測敵方的地雷、靈敏度極高的磁性水雷。超導(dǎo)紅外-亳米

7、波探測器但特個利測器利用敏度電信磁波用超導(dǎo)器裝備平臺“超導(dǎo)器件可制成靈敏度的超導(dǎo)紅外-高，可探測10的T6次方特斯拉的磁隹號，而且還具有頻帶寬的特點。其探頻譜，填補(bǔ)了現(xiàn)有探測器不能探測亞器件還可制成大型紅外聚焦陣列探測隊形,必將極大地提高部隊的電子偵畢露”。毫米波探測器。它不I號和10的T5次方伏測范圍幾乎可覆蓋整亳米波頻段的空白。器。如果用這些探察能力，并讓隱身武大功率發(fā)動機(jī)超導(dǎo)磁體能產(chǎn)生數(shù)萬至十幾萬高斯的強(qiáng)紘功率發(fā)動機(jī)。超導(dǎo)發(fā)動機(jī)具有儲能大、損耗小特點，能用來驅(qū)動飛機(jī)、輪船、潛艇和魚雷等已在研制兒百至1千兆瓦的超導(dǎo)發(fā)電機(jī)，將用匚器）、空中指揮所和預(yù)警機(jī)。超

8、導(dǎo)儲能系統(tǒng)場，可用它制成大、重量輕、體