超导特性演示装置制造方法及图纸

一种超导特性演示装置，属于应用超导电性的器件。它由低温介质及其容器、超导体、永磁体及电阻测量仪器组成，其特征是使用氧化物高温超导体，只需使用液Ｎ－［２］介质便可演示超导抗磁性和零电阻，液Ｎ－［２］容器使用透明杜瓦瓶，避免了表面结霜。本实用新型专利技术装置简单，成本低，演示清晰、直观，用作演示教具和科普教具，可边演示边讲解许多与超导有关的物理现象和原理。（*该技术在1998年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术是超导特性演示装置，属于应用超导电性的器件。长期以来，超导电性的演示受低温条件的限制，不可能在社会各界，特别是青少年学生中进行科学普及。随着近二年来，氧化物高温超导电性的发现，使超导转变温度达到液N2温区，这不仅出现了在液N2温区应用超导技术的可能性，也为向社会各界，特别是青少年学生普及超导知识，直观地了介超导特性提供了方便。零电阻和抗磁性是超导体的二个相互独立的特性。一般说来，演示这一个特性需要低温介质、专门仪器和测量方法。为了普及超导知识，直观地演示或让学生自己观察超导特性，仪器装置应尽可能简单。同时，盛放低温介质的容器应该透明，以便能用肉眼直接观察置于其中的超导体的抗磁性。当然，这种容器可以使用烧杯或其它透明器皿，但当灌入N2后，这些器皿表面很快会结霜，变得不透明，使观察困难。本技术的目的在于提供一个简单、实用的超导特性演示装置，能清楚地显示超导体的抗磁性和零电阻，便于教学演示和科学普及，也可供学生作为物理实验装置。本技术由低温介质及其容器、超导体、永磁体组成。当要显示零电阻特性时，可用测量仪器显示从室温到超导转变温度时的电阻降低，直到出现零电阻。本技术的特征在于使用氧化物高温超导体、液N2低温介质和透明液N2容器，透明液N2容器是玻璃或石英真空杜瓦瓶。由于杜瓦瓶的真空绝热，避免了液N2灌入后的表面结霜，保证了直接肉眼观察。本技术使用的高温氧化物超导体可以是任何77K以上呈现超导性的氧化物。如Y－Ba－Cu－O系、Bi－Sr－Ca－Cu－O系、Tl－Ba－Ca－Cu－O系等。形状一般为圆片形，以与杜瓦瓶的截面相配。本技术使用的永磁体可以是任何高磁能积、高矫顽力的永久磁体，如Nd－Fe－B系、Sm－Co系、Pt－Co系或Al－Ni－Co系等。形状一般为圆柱形。以下通过附图说明本技术的实施例。图中1为玻璃杜瓦瓶，2为高温氧化物超导体、3是永久磁体，4是液N2，5是杜瓦瓶底痤。杜瓦瓶1的内径在20－65mm，高温氧化物超导体的直径略小于杜瓦并的内径。为减小成本，杜瓦瓶可采用市售的普通保温杯的未镀Ag的玻璃原胚，但其内径较大。此时，可用非磁性材料制成内径与高温超导体直径相当，外径与保温杯内径相当的环形固定架固定高温超导体并一起置于杜瓦瓶中。本实施例中的氧化物高温超导体采用YBa2Cu3O7，直径15－30mm，厚度1.5－5mm，可放置多片。本实施例中的永久磁体使用Nd－Fe－B圆柱体，长6－8mm，直径4－8mm，为了使永磁体稳定地悬浮于超导体中部上方而不偏向杜瓦瓶内壁，氧化物超导体的上表面可制成碗状。使用上述装置，当灌入液N2，氧化物超导体处在超导转变温度以下时，可明显地观察到超导体的抗磁性，永久磁体悬浮于氧化物超导体的上方。如要观察氧化物超导体的零电阻现象，则可在氧化物超导体上制作电极，连接到电阻测量仪器上。可清晰地观察到氧化物超导体从室温到77K时的电阻降低，直到出现零电阻。使用本装置，除可以直观地演示超导体的二个基本特性外，还可以用于讲介许多物理知识和物理现象。例如，可介绍超导材料、永磁材料的知识，介释真空绝热现象。当出现抗磁性时，可用非磁性物体触动悬浮的永久磁体，永磁体可绕水平轴或与地面垂直的轴作旋转运动，显示磁悬浮轴承(磁性轴承)原理等。因此，本技术可广泛用作课堂演示教具及科学普及教具，使广大青少年了介超导现象的某些应用原理。本装置耗液N2每小时仅约1／3升，所需费用仅约0.70元。当演示时间较长，杜瓦瓶表面开始结霜时，只需用酒精棉球稍加擦拭，即可恢复透明。氧化物超导体经一次演示后，保存在室温干燥环境下，可在3－6个月内重复多次使用。因此，本技术具有装置简单，成本低，演示清晰、直观的优点。权利要求1.本技术是超导特性演示装置，属于应用超导电性的器件，它由低温介质及其容器、超导体、永磁体及电阻测量仪器组成，本技术的特征在于使用氧化物超导体、液N2低温介质及玻璃或石英真空杜瓦瓶。2.按权利要求1所述的演示装置，其特征在于所说的氧化物超导体可以是Y－Ba－Cu－O系、Bi－Sr－Ca－Cu－O系或Tl－Ba－Ca－Cu－O系。3.按权利要求1或2所述的演示装置，其特征在于所说的氧化物超导体是YBa2Cu3O7，直径15－30mm，厚1.5－5mm。4.按权利要求1所述的演示装置，其特征在于所说的永久磁体可以是Nd－Fe－B系、Sm－Co系、Pt－Co系或Al－Ni－Co系。5.按权利要求1或4所述的演示装置，其特征在于永久磁体是Nd－Fe－B圆柱体，尺寸为直径4－8mm，长6－8mm。6.按权利要求3所述的演示装置，其特征在于所说的氧化物超导体的上表面制成碗状。7.按权利要求1所述的演示装置，其特征在于所说的杜瓦瓶可采用市售的普通保温杯未镀Ag的原胚。专利摘要一种超导特性演示装置，属于应用超导电性的器件。它由低温介质及其容器、超导体、永磁体及电阻测量仪器组成，其特征是使用氧化物高温超导体，只需使用液N文档编号G09B23/00GK2042992SQ8821781公开日1989年8月16日 申请日期1988年12月23日 优先权日1988年12月23日专利技术者傅耀先 申请人:中国科学院上海冶金研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
本实用新型是超导特性演示装置，属于应用超导电性的器件，它由低温介质及其容器、超导体、永磁体及电阻测量仪器组成，本实用新型的特征在于使用氧化物超导体、液Ｎ↓〔２〕低温介质及玻璃或石英真空杜瓦瓶。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：傅耀先，
申请(专利权)人：中国科学院上海冶金研究所，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]