第一篇：国内外高温超导材料的研究发展概述（小编推荐）
国内外高温超导材料的研究发展概述
***（材料科学与工程学院，中国计量学院，浙江 杭州，310018）
摘 要
超导材料技术是21世纪具有战略意义的高新技术，极具发展潜力和市场前景。本文主要从美国、日本、欧洲国家、韩国等国外国家的相关研发计划、政策以及主要科研机构的研发概况出发，结合中国发展现状阐明目前国内外超导材料技术的研究政策和方向。
关键词：超导材料技术；超导计划；超导应用；超导发展；研究方向 中图分类号： 文献标识码： 文章编号：
The development and application of high temperature
superconducting materials
***（College of material science and engineering, China Jiliang University, Zhejiang
Hangzhou 310018）
Abstract Superconducting materials and technologies are strategically high-tech in the 21st century, and have highly potential andmarketprospects.This paperanalyzed the R&D programs and policies of the United States, Japan, European countries, SouthKorea, as well as R&D priorities of major scientific research institutions, introduced the current progress of superconducting materials and technologies research policies and priorities abroad.Keywords: Superconducting materials and technologies,Superconductivity Projects, R&D institu-tes,Research priorities
0 引言
超导材料技术是二十一世纪具有战略意义的高新技术，极具发展潜力和市场前景。世界各发达国家政府纷纷制订相关计划和加大研发投资，积极开展超导材料技术开发和应用。美国、欧洲各国、日本、韩国和中国都竞相开展高温超导电缆、超导故障限流器、超导变压器、超导电机和超导储能装置等的研究，竞争十分激烈。超导材料技术的发展趋势是不断探求更高温度的超导体，实现高温超导材料产业化，使超导材料技术应用更加广泛，主要包括能源、交通运输、电子技术、医疗卫生、军事、重大科学装置等领域，也必将引起这些领域的重大变革。
在国际上超导材料具有巨大的市场空间，我国政府和相关行业也将目光投向这一高科技含量的领域，在我国2006~2020年中长期科技发展规划中，高温超导技术被列为前沿技术被列为新材料技术的发展方向之一。高温超导材料的发展历史
1911年，荷兰莱顿大学的卡林·昂尼斯意外地发现，将汞冷却到-268.98℃时，汞的电阻突然消失；后来他又发现许多金属和合金都具有与上述汞相类似的低温下失去电阻的特性，由于它的特殊导电性能，卡末林·昂尼斯称之为超导态。
自卡末林·昂尼斯发现汞在4.2K附近的超导电性以来，人们发现的新超导材料几乎遍布整个元素周期表，从轻元素硼、锂到过渡重金属铀系列等。超导材料的最初研究多集中在元素、合金、过渡金属碳化物和氮化物等方面。至1973年，发现了一系列A15型超导体和三元系超导体，如Nb3Sn、V3Ga、Nb3Ge，其中Nb3Sn超导体的临界转变温度（Tc）值达到23.2K。以上超导材料要用液氦做致冷剂才能呈现超导态，因而在应用上受到很大限制。
图1超导材料的发展历程
1986年超导材料的研究取得了突破性进展，IBM瑞士研究中心J.Georg.Bed-norz和K.Alexaner.Mueller发现了超导转变温度为35K的La-Ba-Cu-O，镧系）高温氧化物超导体。镧-钡-铜-氧（氧化物的发现引发了世界范围内研究超导材料的新热潮。1年后，即1987年，美国科学家朱经武和中国科学院赵忠贤院士发现了材料临界转变温度（Tc）达到90K以上的钇-钡-铜-氧（Y-Ba-Cu-O，简写YBCO）化合物，至此，超导材料的研究进入了液氮温区。随后短短的数年内，人们又相继发现了稀土系（主要是Y-Ba-Cu-O，Tc为93K）、铋系（铋-锶-钙-铜-氧（Bi-Sr-Ca-Cu-O，BSCCO），Tc为93K）、铊系（铊-钡-钙-铜-氧（Tl-Ba-Ca-Cu-O），Tc为120K）和汞系（（Hg-Ba-Ca-Cu-O），Tc为130K）等氧化物超导材料，在加压条件，Hg-Ba-Ca-Cu-O氧化物的最高Tc可达160K。这类氧化物超导材料的临界转变温度远高于25K，可以工作在廉价的液氮（Tc为77K，价格1元/L）环境中，所以这类氧化物超导材料被称为高温超导材料。到目前为止，发现的5000多种超导材料中，高温超导材料约有50多种，但是研究较多的是镧系、稀土系、铋系、汞系、铊系和新型超导体二硼化镁（MgB2，Tc为39K）6类材料。到目前为止，研究最广泛的是铋系、钇系氧化物和二硼化镁。
2008年2月，东京工业大学研究小组合成了氟掺杂杉氧铁砷化合物，把该化合物中的一部分氧离子转换成氟离子，它就开始表现出超导性，并且在26K时具有超导特性。同年，中科院物理所科研小组报告，锶掺杂锢氧铁砷化合物的超导临界温度为25k，该发现最大的意义在于实现了高温超导基础研究领域上新的突破，为新型高温超导研究指明了一个新的方向，新的铁基超导材料将激发物理学界新一轮的高温超导研究高潮。国外高温超导体的发展现状
目前，高温超导材料已进入实用化的研究开发阶段，氧化物复合超导材料的耐用和稳定性引起材料科学家的广泛重视。下文将对国外的有关研究进行概述。2.1 美国超导材料技术
2006年6月美国能源部DOE发布了超导技术基础研究需求报告，指出超导技术在应用、涡旋物质（vortexmatter）超导理论、新现象和超导材料5个方面的基础研究挑战，明确了新超导体的探索与发现、原子级超导体的结构与性能控制、优化超导材料输电能力、理解和开发竞争电子相、超导性能与超导体理论预测、揭示高Tc超导性的基本理论、发展涡旋物质科学等未来7个优先研究方向，以及合成、表征、理论集成新工具和超导利用新能材料2个交叉研究方向。表1为美国超导技术基础研究现状与挑战[15]。
表1 超导技术基础研究现状与挑战
基础研究
目前现状 铜酸盐超导体
涂层导体制备 YBCO涂层 MgB2
钉扎涡旋和弱键连固态涡旋物质钉扎 输电能力限制 结构涡旋变换 MgB2双超导能隙 涡旋中心微观理论
挑战
第二代导体研究与开发
更高的临界电流、交流电损失
沉积动力学与反应
低温学支撑技术研发:冷藏系统、低温电介质、低能电子学
发展交流电磁场下涡旋玻璃态理论
超导应用
接
发展涡旋钉扎微观理论
涡旋物质
了解各界面和断层处涡旋钉扎行为
开发新方法增强涡旋钉扎，提高临界电流密度达到理论极限
理清累积钉扎效应性能
了解极高超临界电流下涡旋电气力学
自组装纳米周期阵列设计，实现高密度一对一涡旋钉扎方案
表1（续）超导技术基础研究现状与挑战
基础研究 涡旋物质
目前现状
未来超导体的涡旋性能
超导理论
挑战
利用铁磁缺陷设计磁性钉扎方案 开发新一代成像工具，如洛伦兹显微镜、磁力显微镜等 超导BSC理论
超导态:电子对相干态 将电子结合成对的超导胶 提高Tc:寻找不同的超导胶 探索临界温度的基本限制 检测新型超导体的新工具，如扫描隧道显微镜、光传导、角分辨光电子谱、非弹性中子散射光谱 赝隙相性质
超导涡旋中心的电子态
平面隧道和Andreev反射光谱学 高临界场是否适于电子对分离 量子相转变作用 量子物质新兴形态 新兴实验技术 电磁磁化综合制图 原子尺度电磁结构成像
电子与电子对动力学过程与作用 新型超导体探索中的理性设计 新型合成方法 纳米尺度超导结构
新型超导体
新现象
高温超导体
超导材料 探索新型超导体 材料先进合成技术 纳米超导材料
2003年7月，DOE在公布的《Grid 20300A National Vision for Electricityps Second 100 Years》报告中，把高温超导技术列为美国电力网络未来30年发展的关键技术之一。该报告制订了2010年、2020年和2030年美国在电力方面高温超导的发展目标，2010年前验证超导技术主干输电网络的可行性，实现10英里长多相超导电缆应用；2020年前HTS发电机、变压器和电缆方面取得重要进展，并实现长距离超导传输电缆应用；2030年前建成国家超导主干输电网络。2.2 日本超导材料技术的发展
日本超导材料技术的发展一直在国际上处于先进地位。早在1987年9月日本就建立了Super-GM（Eng-ineering Research Association for Superconductive Gene ration Equipment and Materials）计划，其长期目标是发展超导电动机及相关的电力应用。1988年，日本成立了国际超导产业技术研究中心（In-ternational Superconduc tivity Technology Center ISTEC），致力于超导技术的调查研究和基础研究开发，并积极促进超导材料技术的国际交流。超导研究开发预算由日本新能源产业综合技术开发机构NEDO下的新能源技术发展部所控制，但其中大部分的预算均用于电力和电子应用的研究开发中。这表明日本政府在超导方面投入了相当大的精力，NEDO对超导技术研究项目进行大力支持，近年其开展的超导技术研究项目见表2。
表2 日本超导材料技术主要研发机构及其研发方向
研发机构
物质材料研究机构超导材料中心
产业综合技术研究所能源技术研究部超导技术研究小组 国际超导产业技术研究中心 理化学研究所
电报电话公司基础研究实验室超导量子物理研究小组 高亮度光科学研究中心Spring-8加速器部门
2.3 欧洲超导材料技术的发展
主要研发方向
新超导体探索、金属和氧化物超导体高品质导线开发、高品质超导材料制备分析、新超导器件的开发、SQUID的开发与应用、高场超导磁铁开发与应用等
高温超导氧化物应用、大面积超导氧化物薄膜、故障限流元件、超导薄膜限流器
超导块材、带材、线材、涂层导体、低温超导器件实验技术的研发，超导技术国际交流与合作，超导标准化等
超级计算机、加速器等科学装置 超导磁通量子
超导扭摆器（wiggler）
欧洲为促进超导电力技术和超导材料技术的发展，欧洲国家应用超导联盟（The Consortium of European Companies Determined to Use Superconductivity, CONECTUS）成立于1994年，是一个非营利性的组织，领导欧洲公司全面超导技术商业化，促进欧洲经济和社会发展。
1998年，欧洲基金会ESF（European Science Foun-dation）发布了极端尺度和条件下超导涡旋物质项目计划。该计划涉及15个欧洲国家、68个研究团队。NES综合研究设施和技术包括5个层次，第一层为现代样品制备和纳米结构技术；第二层为涡旋可视化局部探针技术和纳米尺度冷凝物波动函数成像；第三层为下一代共享研究设施；第四层为新应用开发的实验平台；第五层为理论方法和技术。大部分的超导研发资助还是来自欧盟各国家项目，主要是在德国、意大利、西班牙、荷兰和英国等。2.4 韩国超导材料技术的发展 韩国政府在启动21世纪前沿研发计划（21C FrontierR&D Program）中，明确表示选择一些高新技术与产业，加大力度开发，以期望得到快速发展。2001年7月韩国科技部成立超导应用技术中心（Center for Applied Superconductivity Techn-ology，CAST），主要任务就是发展、促进和利用商业化超导技术，负责管理“应用超导技术发展先进能源系统计划”DAPAS（Development of Advanced Power System by Applied Superconductivity Tech-nologies）的实施。
DAPAS计划在2011年前发展和商业化HTS，以及超导地下电缆、变压器、限流器、马达等超导能源设备，为社会贡献一个环境良好、能源损耗小且高等级信息社会的能源架构体系。DAPAS计划确定了未来发展阶段目标：2001-2003年为核心技术开发阶段，发展HTS电缆和系统技术；2004-2006年为预商业化阶段，改进第一阶段技术，发展原型设备；2007-2010年为商业化阶段，进行现场测试，发展商业化工业技术。表3为DAPAS工作分工、DAPAS计划发展路线图。
表3 DAPAS计划工作
种类 项目 电缆 变压器 限流器 马达 数字逻辑器 HTS-PLT线材 HTC-CC线材
参与单位 KERI 韩国理工学院 韩国电力研究院（KEPRI）
KERI
韩国光技术院（KOPTI）KERI/韩国机械与材料院
（KIMM）KERI/韩国原子能研究院
（KAERI）Neuros公司 Gyeongsang大学
韩国基础科学研究院（KBSI）
KERI 超导电力设备
超导数码设备
超导通用技术 低温技术 绝缘技术
HTS线圈理论技术（如连接、交流损耗等）电力系统应用技术 国内的高温超导材料开发进展
3.1 我国在超导领域地位的国际比较
我国在超导研究，特别是高温超导领域处在世界前沿，在1987年在铜氧化物超导体的时候，中国当时就是世界领先。2008年铁基超导体从日本开始。最后中国科学家取得铁基超导研究在世界的领先地位；但在整体水平上，包括应用物理方面的研究，还有一定差距。但是尽管有差距，很有潜力在国际上能够走在前面的[3]。
在国家“863”专项计划及产业政策的扶持下，我国在超导带材制备、超导强电应用、超导弱电应用方面积累了大量的经验，并取得了一定成果，部分领域还建立了相关示范线。我国超导技术发展历程中，具有里程碑式意义的事件有：
① 2001年12月1日，我国首条铋（Bi）系高温超导带材生产线在北京英纳超导技术有限公司正式投产，标志着我国在一代Bi系高温超导带材产业化方面已达到国际领先水平；
② 2004年4月19日，由北京英纳超导技术有限公司和云南电力集团主导的33.5m、2kA/35kV三相交流电缆在昆明普吉变电站挂网运行，这是我国第1组并网运行的超导电缆，也是世界第3组超导电缆；
③2004年12月，75m、10.5kV/1.5kA三相交流超导电缆在甘肃省白银市完成了安装、调试和并网运行，此高温电缆项目由中国科学院电工研究所牵头，甘肃长通电缆科技股份有限公司参与超导电缆的制作；
④2008年1月7日，由北京英纳超导技术有限公司参与研制的35kV/90MVA超导限流器样机（饱和铁心型）在云南普吉变电站进行了挂网试运行；
⑤2011年2月，国内首个超导变电站在甘肃白银建成，在同年4月正式投入运行，该变电站包含了高温超导电缆、高温超导储能系统、高温超导变压器和高温超导限流器，代表了我国超导技术的最先进水平，创造了多项第一；
⑥2012年1月7日，国家电网天津电力公司首台高温超导限流器（220kV/800 A）在天津石各庄调试完毕并运行，北京英纳超导技术有限公司和天津市百利电气有限公司共同参与了该项目。3.2 对当前我国超导技术发展的认识 3.2.1 整体技术水平与国际相比仍有很大差距
我国已经实现了Bi系高温超导带材的的产业化，也建立了多条超导示范线，为我国超导产业的发展奠定了基础。但从整体技术水平看，与国际差距仍然很大，尤其是在长距离二代超导带材的制备、超导电流引线、超导电动机、低温制冷技术和终端接头技术等方面[6]。3.2.2 原始创新成果较少
我国在超导领域缺少原始创新，科研上一直跟随他人的脚步。要想缩小这种差距，就必须在成果上有创新突破。尽管近几年我国超导领域取得了快速发展，论文和专利数量也有了较大增长，但在原创性及基础研究领域和产业化方面与发达国家相比仍有很大差距。
3.2.3 超导产业发展面临新的机遇和挑战 2012年2月22日，《新材料产业“十二五”发展规划》出台，明确提出超导材料作为新材料产业重点发展的方向之一，超导材料迎来了新的发展契机。强电领域是超导技术应用的一个重要方向，随着“智能电网”建设正式写入“十二五”规划，对现代电网运行的稳定性、安全性、经济性和电能质量有了新的要求，超导技术成为可能解决以上问题的方案之一。另一方面，电网的复杂性，也为超导技术应用提出了新的挑战。3.3 对我国超导技术发展的建议 3.3.1 继续加大政府扶持力度
政府的推动作用是无可替代的，尤其是在超导产业处于规模化前夕这一关键时期。从发达国家发展经验可以看出，政府在其中都起到了重要的引导和扶持作用，尤其是资金上的扶持极为重要。日本新能源和工业技术发展组织，1999-2008年期间累计投入626亿日元，开展高温超导电缆、变压器、飞轮储能、发电机、故障限流器等方面的研发工作，其中材料与设备的开发几乎占了总投入的一半；韩国政府耗资1.44亿美元发展高温超统。我国在“十二五”期间，政府在加大政策扶持力度的同时，应增加经费的投入比例，争取在已有工作的基础上，把握机遇，以期在国际竞争中缩小差距。
3.3.2 以国家政策为先导，调动地方政府积极性
超导产业的发展，除了需要国家政策的扶持外，调动地方政府的积极性也是非常重要的，因为地方政府在资源协调方面有着独特优势。以国家政策为方向，明确发展重点，有助于超导产业的加速发展。如我国第一条超导电缆及首座超导变电站，都是在地方政府的支持下才顺利实现了试运行。以上海为例，在上海市政府的支持下，由上海电缆研究所牵头，联合上海市电力公司、上海交通大学、上海大学、上海电缆厂有限公司、上海三原电缆附件有限公司，成立了上海高温超导电缆产业化及工程应用产业技术创新战略联盟，明确以工程化、产业化为目标，重点发展超导电缆等相关超导电力应用技术和第2代高温超导带材。以联盟为支撑，上海交通大学李贻杰教授成功研发了百米级2代高温超导带材，填补了国内空白。
3.3.3 继续加大产学研合作力度，鼓励企业进入超导产业
超导产业是一个高技术、高风险、高投入、前景好但回收周期长的高新技术产业。过去，研发主体（或参与者）主要是中国科学院、清华大学等有实力的科研院所和高校，经费来源单一，基本是来自于政府拨款，资金有限。研究方向也主要侧重于基础研究，即使取得了成果，也难以进行中试乃至产业化。另一方面，企业产品虽接近市场，资金实力强，但研发实力薄弱。若将产学研三者联合，各自发挥优势，使得研发与市场紧密结合，优势互补，必有助于推进超导技术的研发和产业化进程。此外，企业进入超导产业有其独特的优势，一方面可以参与超导项目的研发，另一方面又可为项目的产业化提供后备保证。现代企业已经深深意识到超导产业的巨大商业价值和开发前景，国内企业已经开始蛰伏超导产业，提前布局，抢占市场先机。结语
超导技术在交通、能源、电力等领域有广泛的应用前景和巨大的市场价值。美国科学家认为，超导技术就像半导体一样会引起社会工业的巨大变革。但从目前来说，超导技术并不具备规模化的条件，还有很长的路要走。据估计，超导技术实现产业化，至少还需要5～10年的时间。在这期间，如何把握机遇、推进超导技术的发展和产业化、参与国际竞争，是政府、企业和无数科研工作者需要思考的战略性课题。
致谢
在论文撰写过程中，我得到了江老师的热情帮助。她为人随和热情，治学细心严谨，而且还很关心我们。在论文的写作和措辞等方面她也总会以“专业标准”严格要求我们，从选题、定题开始，一直到最后论文的反复修改、润色，江老师始终认真负责地给予我们深刻而细致地指导，帮助我们开拓研究思路，精心点拨、热忱鼓励。正是老师的无私帮助与热忱鼓励，我的这篇论文才能够得以顺利完成，在此，我衷心的感谢江老师为我们的辛勤付出。
另外，还要感谢学校图书馆这个平台，它为我们查阅文献资料提供了很大的方便，也让我从中收获颇丰。也感谢这篇论文所涉及到的各位学者，本文引用了数位学者的研究文献，如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发，我将很难完成本篇论文的写作。
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第二篇：高温超导材料论文 最新
高温超导材料研究
摘要：简要介绍了高温超导材料及其发展历史，对超导材料的发展现状和用途进行说明，对目前超导材料的主要研制方法进行了分析。关键词：超导材料 研究进展 高温 应用
一、高温超导材料的发展历史
高温超导材料一般是指临界温度在绝对温度77K以上、电阻接近零的超导材料，通常可以在廉价的液氮（77K）制冷环境中使用，主要分为两种：钇钡铜氧（YBCO）和铋锶钙铜氧(BSCCO)。钇钡铜氧一般用于制备超导薄膜，应用在电子、通信等领域；铋锶钙铜氧主要用于线材的制造。
1911年，荷兰莱顿大学的卡末林·昂尼斯意外地发现，将汞冷却到-268.98°C时，汞的电阻突然消失；后来他又发现许多金属和合金都具有与上述汞相类似的低温下失去电阻的特性，由于它的特殊导电性能，卡末林·昂尼斯称之为超导态，他也因此获得了1913年诺贝尔奖。
1933年，荷兰的迈斯纳和奥森菲尔德共同发现了超导体的另一个极为重要的性质，当金属处在超导状态时，这一超导体内的磁感应强度为零，却把原来存在于体内的磁场排挤出去。对单晶锡球进行实验发现：锡球过渡到超导状态时，锡球周围的磁场突然发生变化，磁力线似乎一下子被排斥到超导体之外去了，人们将这种现象称之为“迈斯纳效应”。
自卡麦林·昂尼斯发现汞在4.2K附近的超导电性以来，人们发现的新超导材料几乎遍布整个元素周期表，从轻元素硼、锂到过渡重金属铀系列等。超导材料的最初研究多集中在元素、合金、过渡金属碳化物和氮化物等方面。至1973年，发现了一系列A15型超导体和三元系超导体，如Nb3Sn、V3Ga、Nb3Ge，其中Nb3Ge超导体的临界转变温度(Tc)值达到23.2K。以上超导材料要用液氦做致冷剂才能呈现超导态，因而在应用上受到很大限制。1986年，德国科学家柏诺兹和瑞士科学家穆勒发现了新的金属氧化物超导材料即钡镧铜氧化物(La-BaCuO)，其Tc为35K，第一次实现了液氮温区的高温超导。铜酸盐高温超导体的发现是超导材料研究上的一次重大突破，打开了混合金属氧化物超导体的研究方向。1987年初，中、美科学家各自发现临界温度大于90K的YBacuO超导体，已高于液氮温度(77K)，高温超导材料研究获得重大进展。后来法国的米切尔发现了第三类高温超导体BisrCuO，再后来又有人将Ca掺人其中，得到Bis尤aCuO超导体，首次使氧化物超导体的零电阻温度突破100K大关。1988年，美国的荷曼和盛正直等人又发现了T1系高温超导体，将超导临界温度提高到当时公认的最高记录125K。瑞士苏黎世的希林等发现在HgBaCaCuO超导体中，临界转变温度大约为133K，使高温超导临界温度取得新的突破。
二、高温超导体的发展现状
目前，高温超导材料指的是：钇系(92 K)、铋系(110 K)、铊系(125 K)和汞系(135 K)以及2001年1月发现的新型超导体二硼化镁(39 K)。其中最有实用价值的是铋系、钇系(YBCO)和二硼化镁(MgB2)。氧化物高温超导材料是以铜氧化物为组分的具有钙钛矿层状结构的复杂物质，在正常态它们都是不良导体。同低温超导体相比，高温超导材料具有明显的各向异性，在垂直和平行于铜氧结构层方向上的物理性质差别很大。高温超导体属于非理想的第II类超导体。且具有比低温超导体更高的临界磁场和临界电流，因此是更接近于实用的超导材料。特别是在低温下的性能比传统超导体高得多。
高温超导材料已进入实用化的研究开发阶段，氧化物复合超导材料的耐用(robustness)和稳定性已引起材料科学家的广泛重视。由于高温超导薄膜材料较早进入电子学器件的应用领域，很多学者做了薄膜材料与环境相关的稳定性和寿命研究工作。浸泡实验是一种常用的方法：在不同试剂(水、酒精和丙酮等)、不同气氛(干氮、湿氮和流动氧等)中做周期循环和热时效疲劳试验。研究表明，超导电性的退化主要来自于杂相(第二相)及时效过程中的析出相。美国西北大学的Mirkin建议把在其它材料中应用已十分广泛的分子单层表面化学改性(又称“自装配，Self assembly”)引入到高温超导铜氧化合物中来。例如用有机物对YBCO表面进行分子单层表面改性，以此改善薄膜对环境的敏感性。
高温超导带材以铋锶钙铜氧(BSCCO/2223)系为第一代带材，它以优良的可加工性而得到了广泛的开发，并在超导强电应用领域占据重要位置。但铋系材料的实用临界电流密度较低，并且在77 K的应用磁场也很低。相反，YBCO材料在77 K的超导电性远优于BSCCO材料；然而它的可加工性却极差，传统的压力加工和热处理工艺难以做出超导性好的带材。
近年来随着材料科学工艺技术的发展，一种在轧制(rolling)金属基带上制造YBCO超导带材的工艺受到极大重视，并被冠以“下一代”高温超导带材或“第二代”带材。有两种基本技术方案：(1)以美国橡树岭国家实验室(ORNL)为代表的一个方案，称作轧制双取向金属基带法(RABiTS)。会上Specht报告了基带的退火织构稳定性分析，并在1m长的取向金属基带上用激光沉积YBCO外延膜。
欧洲以德国、丹麦等为代表，努力开展高温超导材料工艺及应用研究。丹麦的NKT已批量制造铋系超导带材。长10m、2000 A的超导电力电缆正在研制中，下一步开发三相、50～100 m输电电缆。西门子公司计划到2003年制成20 MVA的超导变压器。用于电子学方面探伤的RF-SQUID及卫星通讯用高温超导滤波器也在试制之中。
三、高温超导材料的制备工艺
为适应各种应用的要求，高温超导材料主要有：膜材(薄膜、厚膜)、块材、线材和带材等类型。3.1 薄膜
高温超导体薄膜是构成高温超导电子器件的基础，制备出优质的高温超导薄膜是走向器件应用的关键。高温超导薄膜的制备几乎都是在单晶衬底(如SrTiO3、LaAlO3或MgO)上进行薄膜的气相沉积或外延生长的。经过十年的研究，高温超导薄膜的制备技术已趋于成熟，达到了实用化水平(Jc>106
Ac·m2,T=77K)。目前，最常用、最有效的两种镀膜技术是：磁控溅射(MS)和脉冲激光沉积(PLD)。这两种方法各有其独到之处，磁控溅射法是适合于大面积沉积的最优生长法之一。脉冲激光沉积法能简便地使薄膜的化学组成与靶的化学组成达到一致，并且能控制薄膜的厚度。3.2 厚膜
高温超导体厚膜主要用于HTS磁屏蔽、微波谐振器、天线等。它与薄膜的区别不仅仅是膜的厚度，还有沉积方式上的不同。其主要不同点在以下三个方面：(1)通常，薄膜的沉积需要使用单晶衬底；(2)沉积出的薄膜相对于衬底的晶向而言具有一定的取向度；(3)一般薄膜的制造需要使用真空技术。获得厚膜的方法有很多：如热解喷涂和电泳沉积等，而最常用的技术是丝网印刷和刮浆法，这两种方法在电子工业中得到了广泛的应用。3.3 线材、带材
超导材料在强电上的应用，要求高温超导体必须被加工成包含有超导体和一种普通金属的复合多丝线材或带材。但陶瓷高温超导体本身是很脆的，因此不能被拉制成细的线材。在众多的超导陶瓷线材的制备方法中，铋系陶瓷粉体银套管轧制法(Ag PIT)是最成熟并且比较理想的方法。而压制出铋系带材的临界电流密度比通过滚轧技术制备出带材的临界电流密度要高得多。3.4 块材
最初的氧化物超导体都是用固相法或化学法制得粉末，然后用机械压块和烧结等通常的粉末冶金工艺获得块材，制备方法比较简单。但Tc达到了一定的高度，而载流能力Jc太低，则不能满足应用的要求，因此必须要提高其临界电流密度。经过多年的研究，采用定向凝固技术制备出的无大角度晶界的YBa2Cu3O7x块材，其Jc值可达105A·m2(77 K)。
四、高温超导材料的应用 综合目前超导技术的发展情况，超导技术可以在以下行业得到应用和拓展：
4.1电力
超导技术与电力技术的结合将给电力行业的发、输、配电带来革命性的改变，电力行业是超导产业最重要的应用场所与市场。超导技术在电力中的应用主要包括：
4.1.1高温超导电缆
现有电缆的扩容问题一直困扰着城市电力的发展。传统的城市地下输电电缆存在着通量小、损耗大、对土壤和地下水有热污染及油污染、土建费用高等问题，城市电力扩容变得越来越困难。高温超导电缆具有体积小、造价低、高节能、无污染等优点，具有巨大的经济效益和环保效益，终将替代传统电缆。
高温超导电缆的大规模应用能够极大地提高电力输电系统的运行效率，降低运行成本。目前国际上高温超导电缆的总体发展趋势是研制大容量、低交流损耗、超长高温超导电缆。据专家估计，高温超导电缆最有可能率先实现实用化和商业化。
4.1.2超导电机：
电动机是最常用的电气设备，但传统电动机耗电量极大。美国工业界专家估计，1,000马力以上的工业用电动机大约要消耗美国能源的25%。与常规电机相比，超导电机具有节能性好、体积小、单机容量大、造价及运营成本低、稳定性能好等优点，具有很好的经济效益和环保效益。供给同样的功率，超导电机的尺寸是常规电机的1/3，制造成本可降低40%，电流损耗可减少50%，运行成本可降低50%。美国能源部估计，高温超导电动机的低损耗每年可减少数十亿美元的运行费用。
在军事上战舰应用高温超导电机，其舰船体积重量更小，空间布置更灵活，推进系统运行更加可靠，效率更高，控制更方便，调速性能更好，能大大提高隐蔽性，达到高速安静运行，具有重要的军事意义。
4.1.3超导变压器：
常规变压器有许多缺点，如负载损耗高、重量和尺寸大、过负载能力低、没有限流能力、油污染及寿命短等。在美国，变压器的总装机容量约为总发电量的3-4倍，其电力系统的网损约为总发电量的7.34%，其中25%为变压器损失。相比较而言，超导变压器体积小、重量轻、电压转换能量效率高、火灾环境事故机率低、无油污染等优点，在提高电力系统的可靠性和运行性能、降低成本、节约能源、保护环境等方面有着重要的现实意义。
4.1.4超导限流器：
限流器（FCL）是一种提高电网稳定性的电力设备。随着社会的发展,对电网的质量要求越来越高，而传统的限流器很难在短时间内对电网的脉冲电流起到限制作用。高温超导限流器正好祢补了传统限流器的缺点，其限流时间可小于百微秒级，能快速和有效地起到限流作用。超导限流器是利用超导体的超导态-常态转变的物理特性来达到限流要求，它可同时集检测、触发和限流于一身，被认为是当前最好的而且也是唯一的行之有效的短路故障限流装置。1989年以来，美国、德国、法国、瑞士和日本等都相继开展了高温超导限流器的研究。当前，国际上适应配电系统的高温超导限流器的技术性能已经接近应用的水平，但大体上仍处在示范试验阶段。
4.1.5超导储能装置
超导储能装置是利用超导线圈将电磁能直接储存起来，需要时再将电磁能返回电网或其他负载的一种电力设施。由于储能线圈由超导线绕制且维持在超导态，线圈中所储能几乎无损耗地永久储存下去直到需要释放时为止。超导储能装置不仅可用于调节电力系统的峰谷或解决电网瞬间断电对用电设备的影响，而且可用于降低或消除电网的低频功率震荡从而改善电网的电压和频率特性，同时还可用于无功和功率因数的调节以改善电力系统的稳定性。
4.2医疗
4.2.1核磁共振人体成像仪（MRI）：
MRI是通过探测人体各个器官在磁场下感应出的不同信号来诊断病变的一种设备。传统的MRI采用常规磁体,磁场小,很难探测到初期的病变，同时，其主磁场处于封闭的磁体空洞内，扫描时需将受检者置于与外界隔绝的狭小空间，易使人产生幽闭恐怖症，大大影响了该设备的广泛应用，低温超导磁体因此被广泛应用于MRI中。由于低温超导的液氦温度要求，其运行和维护费用很高。一些国家加快了高温超导MRI的研究，1998年，Oxford磁体技术公司和西门子公司合作研制了一个用于人体MRI的高温超导磁体。
4.3运输
4.3.1磁悬浮列车：
随着国民经济的发展，社会对交通运输的要求越来越高，高速列车应运而生。与现有的铁路、公路、水路和航空四种传统运输方式相比，超导磁悬浮列车具有高速、安全、噪音低和占地小等优点，是未来理想的交通工具。
使用Bi系高温超导线材的超导磁悬浮列车，悬浮间隙大，速度高，相对于低温超导的磁悬浮列车而言，制冷费用低，制冷设备简单。英纳公司和清华大学应用超导研究中心合作开展高温超导磁悬浮列车的研究，目前已取得较大突破，并且已经申请了高温超导磁悬浮专利。4.4 IT行业 4.4.1超导计算机：
高速计算机要求集成电路芯片上的元件和连接线密集排列，但密集排列的电路在工作时会发生大量的热，而散热是超大规模集成电路面临的难题。超导计算机中的超大规模集成电路，其元件间的互连线用接近零电阻和超微发热的超导器件来制作，不存在散热问题，同时计算机的运算速度大大提高。此外，科学家正研究用半导体和超导体来制造晶体管，甚至完全用超导体来制作晶体管。4.4.2超导开关：
超导开关可以分为电阻开关和电感开关。电阻开关是利用超导体以下性能：若改变磁场、电流和温度三个参量的任一个，就可以使它从零电阻态转变到有阻状态。例如，用冷子管作开关，就是利用一个完全超导的控制元件所产生的磁场，通过使门元件发生超导---正常转变来控制门元件的电阻而制成。这种开关的低电阻态为零，高电阻态典型的是毫欧姆数量级，所以，开关比是无限大。电感开关的原理是：不是像线圈、线等电路元件的电感，可用来将靠近它的超导体作正常态和超导态之间的转变，或移动电路元件附近的超导表面，使它发生相同转变，制成开关。由于超导体的特殊性能，超导开关的开关速度可达纳秒。4.5超导磁分离装置：
磁分离器在物质的提纯、分离方面具有举足轻重的作用。传统的磁分离器由于很难产生高磁场，其应用受到了很大的限制。高温超导线材具有比铜线高100倍的通流能力,用它制成的磁分离器很容易得到高磁场强度和高磁场梯度,解决了许多用传统磁分离器分离不了物质的分离问题，并且能节约大量能源，与传统磁分离器相比，节能效率提高90%。我国高岭土储量占世界的70%，高温超导磁分离器的发展将给我国高岭土工业带来突破性发展。同时，高温超导磁分离器能大大提高一次污水处理能力，将给环保工业带来一场革命。
综合以上分析可以看出，超导线材作为一种新型材料，将广泛应用于国民经济、军事技术、医疗卫生和各种高新技术产业的各个领域，其前景有可能如当年的晶体管取代电子管一样，世界将势必迎来一个崭新的超导时代。高温超导线材及其应用产品有着广阔的市场前景。
五、目前超导材料研究面临的问题
超导材料有着广阔的应用前景，但要用超导材料来改进现有的科技工程又决非易事。科学家和工程师们所遇到的困难是如何使超导材料实用化，即提高临界转变温度、临界电流密度和改良其加工性能，制造出理想的超导材料。目前面临的主要问题如下： 5.1提高临界电流密度
目前，高温超导材料的最突出的问题是在外加磁场下，临界电流密度偏低。超导薄膜，一般是在弱磁场中工作，Jc值(～l06A／era)基本可满足电子器件的要求。但体材和线(带)材的Jc值还远未达到实用化所要求的水平，特别是在有外加磁场时，Jc急剧下降。科学家对影响Jc的原因和解决办法进行了大量研究。许多科学家都认为，影响Jc的主要原因是：(1)晶界间的弱连结；(2)晶粒中的磁力线运动.5.1.1弱连结
造成弱连结的原因及弱连结的性质尚不十分清楚。一般认为是由于生成的晶体结构不佳、在晶界处存在位错、晶界处化学成份的改变及结晶的细微裂纹等原因使通道上的电流受阻。解决的方法是使结晶沿a—b导电层(CuO2层)的方向择优生长，采用长时问退火、熔融织构法或定向凝固法等制备大平行板式结晶。这种排成直线的多晶消除了在电流方向上的弱连结，解决了各向异性的问题 5.1.2磁力线运动
增强磁通钉扎力可解决磁力线运动问题。一般来说，有效的磁通钉扎需要有足够的钉扎中心,其尺寸要与超导相干长度相匹配。增强磁通钉扎力的方法有中子辐照、相分解、引入弥散相、化学掺杂等,其作用都是引入钉扎中心。实验证明,中子或质子辐照后，Jc可提高几十倍到近百倍实际上,很难把弱连接和磁通蠕动完垒割裂开来，对于超导实用化来说，都是迫切需要解决的问题。5.2 制备长线材
在实际应用中，超导线材占有很大比重，困此，制备性能满足要求的高温超导线(带)材是重点研究课题之。
陶瓷超导物质的脆性是其固有的特性,但也不是不可克服的。现在常用办法是将高温超导粉末装入有廷性的金属套管中,然后进行多道次拉拔。一般可采用铜或银包套,阻银包套为最佳。因为高温超导化合物对氧含最十分敏感，在氧气氛下拉拔，氧气要通过金属包套渗透到高温超导化合物内部。银的透气性较好,又有好的延展性,所现在多使用银套管(或称银鞘珐)为了增加韧性,也可以往超导粉末中掺人一定量的金属粉末(如银粉)。有许多方法可制各线材,如溶胶一凝胶法、纺丝法、芯线涤布法、真空镀膜法、溅射法、化学气相沉积法等等。所有方法制得的线l材长度都达不到实用化的水平。
随着长度的增加,高温超导的Jc降低。同时应该看到,线材的长度不是孤立的问题，它与高温超导材料的合成、加工、连接等多种因素密切相关。5.3 经济效益
高温超导材料研究刚刚起步，经济效益尚未提到议事日程，而对于实用化来说，经济效益是必须考虑的问题近两年超导材料的制备成本已显著下降，例如，钇系超导薄膜1989年的售价是1000~3000美元/片，现在降到350美元/片； 铊系超导薄膜的价格从2950美元/cm 2下降到1000美元/cm2，随之薄膜器件的价格也降低了。总的看来，高温超导材料仍处于实验室研究阶段,生产技术很不成熟,目前技术改进的着眼点是提高性能指标，而对经济效益的追求是更远一些的目标。
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第三篇：中国科学技术大学高温超导物理研究新进展
中国科学技术大学高温超导物理研究新进展
摘 要在中国科学技术大学（以下简称中国科大）建校50周年之际，文章作者对近年来中国科大在高温超导物理方面的最新研究进展情况作一介绍，包括新型高温超导材料探索研究和高温超导机理实验研究.在新型高温超导材料探索研究方面，文章作者首次发现了除高温超导铜基化合物以外第一个超导温度突破麦克米兰极限（39 K）的非铜基超导体――铁基砷化物SmO1-xFxFeAs，该类材料的最高超导转变温度可达到55K；中国科大还成功地制备出大量高质量的超导化合物单晶，包括Nd2-xCexCuO4,NaxCoO2,CuxTiSe2等.在高温超导机理实验研究方面，中国科大系统地研究了SmO1-xFxFeAs体系的电输运性质给出了该体系的电子相图；发现了在电子型高温超导体中存在反常的热滞现象和电荷-自旋强烈耦合作用；在NaxCoO2体系中也开展了系列的工作，并且首次明确了电荷有序态中小自旋的磁结构问题；此外，还系统地研究了CuxTiSe2体系中电荷密度波与超导的相互关系.??
关键词高温超导,铁基砷化物,自旋-电荷耦合,电荷有序,电荷密度波?おお?
High|Tc superconductivity research in the University of ??Science and Technology of China?お?
CHEN Xian|Hui?k??
(Hefei National Laboratory for Physical Sciences at Microscale and Department of Physics, University of ??Science and Technology of China, Hefei 230026, China)?お?
AbstractTo celebrate the 50th anniversary of the founding of the University of Science and Technology of China, a brief review is presented of recent research on high|Tc superconductivity there.The search for new high|Tc materials and experimental research on the mechanism of high|Tc superconductivity led to our discovery of the Fe|based arsenide superconductor――SmO1-xFxFeAs, which is the first non|copper|oxide superconductor with a transition temperature beyond the McMillan limit(39 K), while the highest transition temperature in this system can reach 55 K.A variety of superconducting single crystals including Nd2-xCexCuO4, NaxCoO2 and CuxTiSe2 have been successfully grown.To understand the mechanism of high|Tc superconductivity we have systematically studied the electronic transport of the SmO1-xFxFeAs system and proposed a corresponding electronic phase diagram.Abnormal thermal hysteresis and spin|charge coupling have been found in electron|type high|Tc superconductors.In the NaxCoO2 system the magnetic structure of the small magnetic moment in the charge ordered state has been clarified.The relationship between charge density waves and superconductivity in the CuxTiSe2 system has also been studied.??
Keywordshigh|Tc superconductivity, Fe|based arsenide, spin|charge coupling, charge ordering, charge density wave
引言??
上世纪80年代末，高温超导铜氧化合物的发现引发了全球研究高温超导的热潮.至今，高温超导的研究已经有22年的历史，在20多年的广泛研究中,人们积累了大量的实验数据和理论方法.到目前为止，虽然已经有许多很好的理论模型，但是高温超导机理问题仍然没有完全解决，许多实验的结果还存在争议.??
铜氧化物的奇特物理源自于电子的强关联效应，而且人们发现这种强关联效应是普遍存在于物质之中的，尤其是在d电子和f电子化合物中最常见.高温超导的研究也不再局限于认识高温超导电性本身，而是要理解强关联效应背后所有的物理现象以及如何建立研究强关联体系的范式.因而强关联体系中的超导现象也就成为高温超导的研究范围，并且吸引了人们极大的兴趣.我们的工作的重点就是围绕新的高温超导材料以及强关联超导材料开展的.??
这里我们将分为两个方面来介绍我们的工作进展，即新型高温超导材料探索和高温超导机理实验研究.?? 研究工作的进展情况??
2.1 新型高温超导材料探索??
2.1.1 新高温超导体的发现??
1986年，IBM研究实验室的德国物理学家柏诺兹与瑞士物理学家缪勒在层状铜氧化合物体系中发现了高于40K的临界转变温度［1］，随后该体系的临界温度不断提高，最终达到了163K（高压下）［2］.该发现掀起了全球范围的超导研究热潮并且对经典的“BCS”理论也提出了挑战.德国物理学家柏诺兹与瑞士物理学家缪勒也因为他们的发现获得了1987年的诺贝尔物理学奖.自从层状铜氧化合物高温超导体发现以来，人们一直都在致力于寻找更高临界温度的新超导体.然而到目前为止，临界温度高于40K的超导体只有铜氧化合物超导体.在非铜氧化合物超导体中，临界温度最高的就是39K的MgB2超导体［3］.但是该超导体的临界温度非常接近“BCS”理论所预言的理论值［4］.因此，寻找一个临界温度高于40K的非铜氧化合物超导体对于理解普适的高温超导电性是非常重要的，尤其是高温超导的机理到目前还没有得到类似于“BCS”一样完美的理论.在我们最近的研究中，我们在具有ZrCuSiAs结构的钐砷氧化物SmFeAsO1-xFx中发现了体超导电性［5］.我们的电阻率和磁化率测量表明，该体系的超导临界温度达到了43K.该材料是目前为止第一个临界温度超过40K的非铜氧化合物超导体.高于40K的临界转变温度也有力地说明了该体系是一个非传统的高温超导体.该发现势必会对我们认识高温超导现象带来新的契机.??
关于电荷有序NaxCoO2体系的磁结构一直以来都存在争议，被大家普遍接受的磁结构有两种:一种是由美国MIT实验组提出的类似“stripe”的磁结构［52］，另一种是由日本实验组提出的有大、小磁矩的磁结构［53］.通过研究磁场下角度依赖的磁阻，我们从实验上给出了强有力的证据,证明了日本实验组给出的磁结构更加合理［54］，从而解决了关于磁结构的争论.并且我们还通过我们的结果首次确定了电荷有序NaxCoO2体系的小磁矩的磁结构.另外我们还在实验中发现，在x=0.55时，体系的小磁矩会形成面内铁磁性［55］.该实验进一步证明了大、小磁矩磁结构的正确性，并且表明体系的小磁矩的磁结构是强烈依赖于Na的含量.基于以上两个发现，我们又进一步证明了，在强场下，小磁矩会发生一个磁场诱导的自旋90度翻转，并且同时伴随有磁性的转变［56］.至此，我们对该体系的磁结构有了一个完整的认识，并且给出了该体系在电荷有序附近的磁性相图.在对磁结构认识的同时，我们还发现了该体系具有很强的自旋电荷耦合，这将有助于我们理解体系的超导电性.??
2.2.4 CuxTiSe2体系的研究??
过渡金属二硫族化合物（TMD’s）具有非常丰富的物理现象.不同的化学组成和结构可以导致迥然不同的物理性质.例如，两维体系的电荷密度波是首先在TMD’s中发现的［57］.电荷密度波态，1T结构的TaS2会在费米面打开一个能隙［58］，但在2H结构的TaS2中，能隙只是部分打开［59］，而在1T结构中的TiSe2中却没有任何能隙的打开［60］.非常有意思的是，超导电性总是在2H结构的TMD’s材料中和电荷密度波相互共存、相互竞争［61―63］，但在1T结构的化合物中，却很少观察到这种现象.最近，在1T结构的CuxTiSe2中发现的超导电性进一步丰富了TMD’s材料的物理内容［64］.在不掺杂的1T结构的TiSe2中，体系表现为CDW，并且这种材料中的CDW机制到目前还在争论中.随着铜原子的掺杂，CDW转变温度会迅速下降，这种情况类似于MxTiSe2’s(M=Fe,Mn,Ta,V和Nb)化合物［65―68］.与此同时，超导电性会在掺杂量为x=0.04出现，并在x=0.08达到最大值4.3K，然后转变温度开始下降，在x=0.10时下降为2.8K.令人惊奇的是，这样一个相图和高温超导铜氧化物以及重费米子体系是非常的类似的［69］，所不同的是，在这里与超导相互竞争的是电荷序，而在高温超导铜氧化物以及重费米子体系中是反铁磁序.在1T-CuxTiSe2体系中存在这种普适的相图是非常重要的，对它的研究将会给其他相关领域也带来重要的帮助.基于以上考虑，我们系统地研究了CuxTiSe2（0.015≤x≤0.110）单晶的输运性质、电子结构以及低温热导（x=??0.55）［70―72］.当x≤0.025，体系在低温下会形成电荷密度波，并在面内和面外的电阻率随温度曲线都表现出一个宽峰行为.随着Cu的掺杂，电荷密度波被完全压制在x=0.55附近，随后体系会出现超导电性且随Cu掺杂而增强.体系的超导电性在x≥??0.08以后开始被压制，在Cu0.11TiSe2样品中，直到??1.8K都没有发现超导电性.通过角分辨光电子谱的研究，发现1T-TiSe2母体具有半导体类型的能带结构，并且发现，随着Cu掺杂体系的化学势显著提高，从而导致电荷密度波的压制以及超导电性的出现.我们还通过低温热导的测量确定了该体系的超导为单带的s波超导.??
小结??
以上介绍了我们在高温超导领域的最新进展.我们不但在高温超导铜基化合物中取得了不错的成绩，在新超导体研究中也处于国际领先水平，尤其是在新的铁基高温超导体的研究方面.?オ?
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第四篇：国内外养老院状况的研究概述
国内外养老院状况的研究概述
【摘 要】中国养老体制运行十多年来，对深化改革，维持社会稳定，实行国民经济又好又快发展起到了积极作用。然而，由于中国正处于经济转型期，养老制度时间不长，本身还不是很成熟，而快速的老龄化又给我国的养老体制带来了新的问题。而一些发达国家的养老制度以及相对成熟，在他们的养老体系中我们不难发现，他们更加注重于对老人精神文化生活方面的需求。国内的养老院参考借鉴其他国家的运行模式。以促使我国养老保障制度的进一步完善。
【关键词】养老制度；国内外；比较；精神文化
一、概述
中华民族是一个历史悠久的民族，自古就有“养儿防老”的观念。在旧社会甚至在新中国成立最初的几十年里，中国人的观念中都是生得越多越好。然而随着计划生育政策的实施，这种古老的观念也渐渐淡化。从20世纪80年代出生的那一代开始，中国大都是独生子女，这是中国特有的国情。这种情况导致的一个后果是，中国过早地迈入了老龄化社会。大约在2020左右，当第一代独生子女进入中年，承担起赡养父母的责任时，他们的担子将会比之前的中国子女们更重，因为大多数的80后需要赡养的是四个老人和一个孩子。这样的结果，无疑增加了社会负担，给中国经济社会的发展产生了一定的影响。改革开放以后，中国逐渐与世界接轨，经济与社会发展迅速，各种社会保障制度也逐渐增加和完善。自从党的十七大提出建设社会主义和谐社会后，党的养老保障制度进一步完善，并且逐渐扩散到广大的农村地区，越来越多的养老院被建立起来。而国外大多数国家实行的是资本主义制度，社会养老保障制度的实施比中国要早的多，制度也要相对完善的多，养老院的情况也相对我国有较大的出入。我们将从国内外养老院状况的比较中尝试提出对中国养老院状况的提高和改进的办法。
人口老龄化是社会经济发展的必然趋势。法国早在1965年成为第一个老年型国家，瑞典紧随其后。进入20世纪后，欧美其他一些发达国家相继步入此行列。由于有经济实力的支撑和西方居家形态诸多方面的因素，这些国家养老对策的共同之处是依赖“社会养老”功能：在社会保障体制中，老年人被赋予了独立生活的经济能力；在福利设施、服务体系以及居住环境等方面，针对老年人的生理情况，采用不同层次、不同类别的设计。
二、比较发达国家与中国的养老模式
1.发达国家的先进养老模式
美国的疗养院不完全是给老人养老的老人院，它还包括短暂性的老人休养服务，和给车祸或其他伤患的疗养场所。它提供的服务范围很广，包括一般护理、物理治疗和其他复健服务，以及个人照料和居住。近年来美国的医院数目减少了，然而疗养院却增加。为了提高疗养院入住者的生活质量，从1998年起，美国政府先在纽约市试行让义工到疗养院查访的方案，后来则规定所有疗养院都得接受义工查访。其宗旨是保障养老院入住者的健康、安全、福利及权利。
被称为“养老天堂”的瑞士是一个人口老龄化的国家，养老体系比较完善。瑞士有组织的养老系统约为四大块：即老年公寓，养老院，养老护理院和在家养老。瑞士现行的养老保险制度是建立在由国家、工作单位和个人共同分担、互为补充的三大支柱模式上，它以其健全、完善以及覆盖面广的特点成为瑞士社会稳定的重要保障。大多数养老院很多都是实行的是“一站式养老”，养老院内设施齐全，老人生活在充满温馨和快乐的环境中，身心健康，其乐融融。
在亚洲，日本的养老制度应该可以与欧美发达国家媲美的。养老院的主要目的是开发老年人的潜能，根据老人的意愿，不强制，提供老年痴呆症及周边症状的康复护理。在日本养老院里，很多都是要求工作人员通过心理护理来帮助老年人。他们尽量要求老人自己的事情自己做，并且尽力维护老人的尊严，让他们感觉自己与年轻人无异，并给他们战胜死亡的决心，重建对生活的希望。
2.中国式养老模式分析以及如何改进
与以上这些国家情况相比，中国的养老院的各个方面的水平就要低很多。首先，当代中国与美国一样，正在承受着许多相同的人口和社会经济压力。据全国老龄办的数据显示，目前，我国60岁及以上老年人口已超过1.49亿，占总人口的11%以上。其中85%以上的老年人愿意居家养老。而每千名老年人拥有的养老机构床位数只有11.6张左右。虽然中国养老院的数量在不断增加，但私营占绝大多数。一方面，存在一床难求现象；另一方面，设施较好，价格相对高端的私营养老院却入住率低。两种现象同时存在在当今中国社会。“住不进，住不起”却已经成了很多老人的心头痛。
其次，中国的养老院各方面硬件条件还和国外存在很大差距。第一，中国养老院的工作人员专业性都不够强，绝大数中国的养老院工作者都没有进行过专业的训练，而且并没有配相对应的护士和医生；第二，国内的养老院设备不够完善和先进。老年人居住的地方条件差、房间较小，配置简单。放眼国外，养老院中很多细小的设计都能提现出他们对老人的关爱。在澳大利亚的养老院中，你不仅可以在床头旁找到“一键通”，马桶、淋浴龙头旁也有“一键通”——为了让老人在大便用力发生心脑血管意外时及时求救。按照老人们的生活习惯与活动，来安排“一键通”的设置，让他们随时、随地只要有需要就能叫到人的“一键通”，体现了中国一直在倡导的“以人为本”理念。
另外，国内养老院对老人精神方面的照顾更是缺乏，与国外相比落了一大截。国内的养老院内基本上没有什么可供老年人消遣的娱乐设施和项目。大部分老年人都只是打麻将，下棋或者聊天中度过一天，生活相对比较无聊和单一。而在国外，很多养老院都有自己的电影院和运动场。在日本的一些养老院，还出现了游戏机，专家解释说游戏机可以让老年人增强体质，预防老年痴呆。在瑞士很多养老院里还制定了一整套让老人们“延缓衰老”，保持“年轻”的课程，老有所乐。
在十八大中已有明确提高养老福利的措施，但养老不仅仅是有钱生活看病，还应该享受高质量的养老服务。通过对国内外养老院的比较，世界上很多国家的各种好的制度我们都可以参考借鉴。中国目前还处于社会主义初级阶段，需要不断解决的问题还有很多，我们只有在不断地比较和被比较中吸取经验，社会才能更好地发展。积极响应十八大的号召，促使养老保障制度的进一步完善，和谐社会的目标才能更早实现。
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第五篇：高温超导材料的研究与应用 信息检索答卷
2015—2016学 《Cryogenics and Superconductivity》
基
金：国家磁约束核聚变能研究专项基金（2011GB112001,2013GB110001）;国际合作项目（2013DFA51050）;国家自然科学基金（51271155,51377138）;中央高校基本科研业务费资助项目（SWJTU11ZT31,2682013CX004）;四川省科技计划项目（2011JY0031,2011JY0130）资助课题
摘要：高温超导磁体运行过程中,磁体的热稳定性是磁体能否安全运行和实用化的重要指标。在磁体热稳定性的相关研究中,超导磁体在运行过程中的交流损耗和热传导特性是两个值得研究的问题。因此,文中运用商业有限元软件Comsol构造了YBCO高温超导体的数值仿真模型,通过Comsol中的AC/DC模块和热传导模块的相互耦合,在给予不同频率和不同幅值的交变外磁场激励下,对YBCO高温超导体在运行过程中的温升特性进行实时监测和分析,并计算出其交流损耗。为避免超导体失超,保证其安全稳定运行提供一定的指导。In the process of running high temperature superconducting（HTS）magnet,the thermal stability of magnets is one of the important indicators for its safe operation and practical application as the thermal stability related research of magnet,the ac loss and heat transfer characteristics are two problems which are to be studied worthy of studying.Therefore,using the commercial finite element software Comsol in this paper,the numerical simulation model of YBCO HTS was constructed.Through introducing AC / DC module and heat transfer module,the temperature characteristics of YBCO HTS was really-time monitored and analyzed and its AC loss was calculated in a variety of alternating magnetic field excitation and under the condition of different frequencies,which was to avoid quench and provide some reference for the stable operation of HTS.关键词：高温超导体交流损耗热传导 HTS AC loss Heat transfer 分类号：TM26 [工业技术>电工技术>电工材料>超导体、超导体材料]
日本东京大学发现新的高温超导体电子结构 收藏本页导出题录分享
作
者：杨晓婵高影响力作者
出
处：《现代材料动态》 2014年高影响力期刊
《Information of Advanced Materials》 摘要：日本东京大学大学院的酒井志朗助教等人对高温超导体在即将呈现超导性能之前的电子结构有了新的发现。这一研究成果将在很大程度上改变今后高温超导研究的方向，并有望推进高温超导材料的开发。物质中存在充满电子的低能量区域和无电子的高能量区域，此前对高温超导机理的研究主要是实验手段及低能量区域的电子结构。
关键词：日本东京大学高温超导体电子结构高温超导材料高温超导机理超导性能研究成果实验手段
分类号：TM26 [工业技术>电工技术>电工材料>超导体、超导体材料]
学位论文
高温超导体中局域结构的稳定性对超导电性的影响
铜氧化物高温超导体被发现后，吸引了大量科研工作者对其进行系统地研究。人们已经积累了很多重要的实验结果，并在铜氧化物高温超导体的基本特性上达成了一些共识，但对高温超导电性机制的研究仍处于不断争论和探索的阶段。越来越多的实验证据表明电声相互作用对高温超导电性是重要的，因此有必要探索晶体结构对高温超导电性的影响。高温超导体的d波对称性和赝能隙都对电声相互作用机制提出了新的挑战。如果电声相互作用机制是适用的，它应该能恰当地解释d波和赝能隙的特征。这些特征可能起源于晶体结构强烈的各向异性，尤其是某些特殊的局域结构。因此，本论文主要研究了高温超导体的局域结构，希望揭示其对高温超导电性的影响。
本论文首先研究了YBa2Cu3Oy(YBCO)的不同掺杂体系。对平衡双掺杂的Y1-xSrxBa2-xLaxCu3Oy体系，由于电荷的自补偿，该体系的载流子浓度保持不变，因此可以通过它直接探索晶体结构与超导电性的关联。研究发现该体系的块间结合能与超导临界温度Tc有很好的负关联效应，说明晶体结构确实对高温超导电性有重要影响。对Y1-xPrxBa2Cu3Oy(YPBCO)体系的研究发现，在Pr掺杂浓度分别为0.25和0.5时，样品的Tc对磁场的依赖表现出一定的反常，这可能与此时CuO2面的异常波动有关。通过考虑CuO2面上由相邻Cu原子和O原子构成的稳定“铁三角”的集体振动，本文尝试解释了YPBCO体系的低频Raman特性。对七个双掺杂YBCO体系CuO2面键角的分析表明，CuO2面的稳定性会影响超导电性，CuO2面越稳定，越有利于高Tc的保持。对Pr1-xYxBa2Cu3Oy(PYBCO)体系的超导样品和非超导样品，以及非超导的Pr1-xCaxBa2-xLaxCu3Oy(PCBLCO)体系的比较发现:在非超导体系中CuO2面键角的涨落远大于超导体系。测量不同体系的Raman光谱，在超导体系中观察到了与CuO2面铁三角有关的两个稳定的声子。这两个声子分别与节点电子态和反节点电子态强烈耦合，而在非超导体系中并没有发现与它们对应的特征峰。这同样说明CuO2面局域结构的稳定性的确与超导电性有关。Pr掺杂对CuO2面稳定性的破坏，可能是PBCO体系失去超导电性的原因。
本文同样系统地研究了不同的Bi-Sr-Ca-Cu-O(BSCCO)掺杂体系。通过对Pb掺杂的Bi2212体系和Bi2223体系的晶体结构包括晶格常数、原子坐标和键长键角进行精细分析，本文证明了BSCCO体系的CuO2面上存在与YBCO体系中一样的铁三角结构。这说明铁三角在铜氧化物高温超导体中是普遍存在的。本文用分块模型计算了BSCCO体系的块间弹性模量，研究了其分别随单胞中CuO2面层数和O掺杂浓度的变化关系，并与相应Tc的变化关系作对比，证明了弹性模量与Tc之间显著负相关。这说明块间应力对超导电性有重要影响。块间应力正是CuO2面具有稳定局域结构的原因，因此CuO2面的稳定性同样会影响超导电性。
根据YBCO和BSCCO不同掺杂体系的研究结果，CuO2面的稳定性对高温超导电性有重要影响。本文怀疑铜氧化物高温超导体中赝能隙的形成可能与CuO2面的稳定性有关，从电声相互作用的观点出发提出了一种关于赝能隙起源的猜想。为验证这一猜想，本文进一步考察了La0.7Sr0.3MnO3(LSMO)的Co掺杂体系。巨磁阻LSMO材料虽然不超导，但是存在与铜氧化物高温超导体相似的赝能隙。如果高温超导体中赝能隙起源与CuO2面稳定性有关的猜想是正确的，那么在LSMO材料中应该能够发现与CuO2面铁三角类似的稳定局域结构。用常规固相反应法制备掺Co的LSMO体系样品，用粉末衍射方法测量其XRD谱，通过对其晶体结构的精细分析，发现其中确实存在稳定的局域三角结构。这间接说明高温超导体中赝能隙的起源的确与CuO2面的稳定性有关。
总之，本论文对不同的铜氧化物高温超导材料，以及与高温超导体具有相似赝能隙的非超导材料的研究，证明了铜氧化物高温超导体中局域结构的稳定性对超导电性有重要影响，可能是赝能隙形成的原因。对其进行更深入的研究将有助于对高温超导电性机制的最终理解。
作者： 郭超群
学科专业： 凝聚态物理 授予学位： 博士 学位授予单位： 北京大学 导师姓名： 张酣 学位：
2014 语种： chi 分类号：
TM262 关键词： 铜氧化物高温超导体超导电性赝能隙电声相互作用局域结构稳定性
铜氧化物高温超导体的点接触隧道谱研究
对铜氧化物高温超导体点接触隧道谱的研究可以比较准确地得到铜氧超导体的能隙，是研究铜氧化物超导体配对机制的一种有效的方法。本论文着重研究高精度点接触隧道谱仪搭建及铜氧高温超导体La1.89Sr0.11CuO4(LSCO)和Nd1.85Ce0.15CuO4-y(NCCO)的点接触隧道谱的测量和分析，主要工作包括三个方面:
1.根据超导体的基本性质和点接触隧道谱的原理，采用扩展的BTK理论对实际测量的点接触隧道谱线进行拟合，得到超导能隙的信息。
2.铜氧化物高温超导体镧锶铜氧(LSCO)和钕铈铜氧(NCCO)的点接触隧道谱研究。发现电流达到临界电流值时电导谱线存在跳变，这与传统超导体中遇到的问题类似，通过减去临界电流附近突变产生的电阻值，修正后的Ⅳ曲线能很好地与BTK理论拟合的数据重合，这为今后处理类似问题提供了一种比较可靠的解决方法。
3.搭建了高精度点接触隧道谱仪。依据点接触隧道谱仪工作原理，采用商业的压电陶瓷惯性步进电机、数据采集系统和温控系统，设计出点接触隧道谱仪的构架，然后进行材料选取、图纸绘制、委托加工，以及测量的程序编写（利用Labview软件），最后进行组装调试，并摸索制备针尖的工艺。
作者： 江浩
学科专业： 凝聚态物理 授予学位： 硕士
学位授予单位： 云南大学 导师姓名： 张晋单磊 学位：
2014 语种： chi 分类号：
O511.4 关键词： 点接触隧道谱
Andreev反射铜氧化物高温超导体零偏压电导峰
科技成果
高温超导体的电子结构研究 成果信息 项目编号 1400580039
封东来谢斌平完成单位 复旦大学 完成人 申报信息 鉴定日期 公布年份
2013 学科分类号
O492.1 O511 关键词 性
成果简介 高温超导电性一直是凝聚态物理最前沿的科学问题之一，对它的理解将极大加深项目组对凝聚态物理的认识，并有着重...铜氧化物高温超导体的理论研究 成果信息 项目编号 1400201379
黄忠兵林海青 铜氧化物高温超导体铁基高温超导体电子结构高温超导电完成单位 湖北大学香港中文大学 完成人 申报信息 鉴定日期 公布年份
2012 学科分类号
TM262 关键词 铜氧化物高温超导体晶格系统凝聚态物理学
成果简介 “铜氧化物高温超导体的理论研究”属于凝聚态物理学中的超导物理和强关联物理范畴，也是该领域的前沿研究课题。该...专利
用重离子辐照提高GdBaCuO高温超导体性能的方法
本发明提供了一种利用重离子辐照提高GdBaCuO高温超导体性能的方法，该方法能大幅提高高温超导材料的磁化强度。该方法包括使用重离子辐照装置对熔融织构单畴GdBaCuO高温超导材料进行重离子辐照，辐照所......专利类型： 发明专利
申请（专利）号： CN200910242000.1 申请日期： 2009年12月18日 公开(公告)日： 2010年6月23日 公开(公告)号： CN101747086A 主分类号： C04B41/80,C04B41/00,C,C04,C04B,C04B41 分类号： C04B41/80,C04B41/00,C,C04,C04B,C04B41 申请（专利权）人：
北京有色金属研究总院
发明（设计）人： 焦玉磊,肖玲,郑明辉
用掺杂低温燃烧合成法制备的Gd211相提高GdBaCuO高温超导体性能的方法
用掺杂低温燃烧合成法制备的Gd211相提高GdBaCuO高温超导体性能的方法，包括：第一步，把Gd2O3与CuO分别用浓硝酸溶解，Ba(NO3)2用去离子水溶解，溶解完毕后将三种溶液混合；第二步，选用......专利类型： 发明专利
申请（专利）号： CN200710304556.X 申请日期： 2007年12月28日 公开(公告)日： 2009年7月1日 公开(公告)号： CN101471162 主分类号： H01B13/00,H,H01,H01B,H01B13 分类号： H01B13/00,H,H01,H01B,H01B13 申请（专利权）人：
北京有色金属研究总院
发明（设计）人： 焦玉磊,肖玲,郑明辉,马小海,宿新泰,燕青芝,葛昌纯
掺杂BaCeO3提高GdBaCuO高温超导体性能的方法
本发明提供一种掺杂BaCeO3提高GdBaCuO高温超导体性能的方法，首先用固相法合成的BaCeO3粉体与固相法合成的GdBaCuO粉体混合，其中BaCeO3粉体占总重量的0.25-1.0％，经高速振......专利类型： 发明专利
申请（专利）号： CN200810240069.6 申请日期： 2008年12月17日 公开(公告)日： 2010年6月23日 公开(公告)号： CN101747033A 主分类号： C04B35/45,C04B35/00,C,C04,C04B,C04B35 分类号： C04B35/45,C04B35/00,C,C04,C04B,C04B35 申请（专利权）人：
北京有色金属研究总院
发明（设计）人： 焦玉磊,肖玲,郑明辉
外文文献 Application of high temperature superconductors for fusion 高温超导体在聚变中的应用
摘要：The use of High Temperature Superconductor(HTS)materials in future fusion machines can increase the efficiency drastically.高温超导体在核聚变中的应用能大大提高效率
作者： W.H.Fietz；R.Heller；S.I.Schlachter；W.Goldacker 期刊： Fusion engineering and designEISCI 年，卷(期)： 2011, 86(6/8)关键词 fusion magnetsDEMOcurrentleadshigh temperature superconductorITERW7-X 正文语种：eng
Two classes of superconductors discovered in our material research: Iron-based high temperature superconductor and electride superconductor 研究中发现的两类超导材料：铁基高温超导体和电子超导体 作者H Hosono 摘要We discovered two new classes of superconductors in the course of material exploration for electronic-active oxides.One is 12CaO·7Al 2 O 3 crystal in which electrons accomodate in the crystallographic sub-nanometer-sized cavities.This material exhibiting metal–superconductor transition at 0.2K is the first electride superconductor.The other is iron oxypnicitides with a layered structure.This superconductor is rather different from high T c cuprates in several respects.The high T c is emerged by doping carriers to the metallic parent phases which undergo crystallographic transition(tetra to ortho)and Pauli para to antiferromagnetic transition at 65150K.The T c is robust to impurity doping to the Fe sites or is induced by partial substitution of the Fe 2+ sites with Co 2+ or Ni 2+.This article gives a brief summary of these discoveries and recent advances.在电子活性氧化物材料探索过程中，我们发现了2类超导体。
出版源《Physica C Superconductivity》, 2009, 469(s 9–12):314-325 关键词New materials: theory design and fabrication / Superconducting materials / Transport properties / Nonconventional mechanisms
Prospects of High Temperature Superconductors for fusion magnets and power applications 用于聚变磁体和电力应用的高温超导体的发展前景 作者WH Fietz，C Barth，S Drotziger 摘要ABSTRACT During the last few years, progress in the field of second-generation High Temperature Superconductors(HTS)was breathtaking.Industry has taken up production of long length coated REBCO conductors with reduced angular dependency on external magnetic field and excellent critical current density jc.Consequently these REBCO tapes are used more and more in power application.For fusion magnets, high current conductors in the kA range are needed to limit the voltage during fast discharge.Several designs for high current Cables using High Temperature Superconductors have been proposed.With the REBCO tape performance at hand, the prospects of fusion magnets based on such high current cables are promising.An operation at 4.5 K offers a comfortable temperature margin, more mechanical stability and the possibility to reach even higher fields compared to existing solutions with Nb3Sn which could be interesting with respect to DEMO.After a brief overview of HTS use in power application the paper will give an overview of possible use of HTS material for fusion application.Present high current HTS cable designs are reviewed and the potential using such concepts for future fusion magnets is discussed.在过去几年中，第二代高温超导体的研究进展是惊人的 出版源《Fusion Engineering & Design》, 2013, 88(6-8):440–445 关键词High Temperature Superconductor / HTS / High current cable / Fusion / Magnet
5.文献综述 本文主要阐述了超导体研究的发展以及超导材料在现实生活中的应用，以及未来的发展展望。本文将着重讲述高温超导材料及其应用。
关键词：超导高温超导体超导的应用
材料的电阻随着温度降低而减小并最终出现零电阻的现象被称为超导现象。这类材料被称为超导材料。超导体所具备的独特的零电阻效应、迈纳斯效应、约瑟夫森效应和同位素效应使其有广泛的应用价值，使人们超远距离无损耗传输的梦想成为现实。１高温超导材料
高温超导体属于第二类超导体，目前只要有五种代表性氧化物高温超导体材料：La系，Bi系，Y系，Ti系和Hg系。[1] 由于强电方面众多的潜在应用需要长线带材（千米数量级），所以人们先后在ＹＢＣＯ，ＢＳＣＣＯ及ＭｇＢ２线材带化实用化方面做了大量工作。［２］ ２高温超导材料的应用
由于超导体严格的低温要求，其在日常生活中的应用严重受限制。故超导体尚未达到大规模应用水平。
目前高温超导体在强电领域的应用主要有电线引流，输电电缆，磁体［３］故障限流器，变压器等。
在弱电领域的应用主要有超导量子干涉仪，高温超导滤波器等［４］ ３结语
高温超导材料的发展逐渐步入成熟，即将进入大规模应用和产业化的时代。其在军工，医疗，通讯等领域都有着广泛的应用前景。可以预见，高温超导在未来将占据极其重要的地位。
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