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新材料技术中的材料,究竟有多厉害,这几个

发布时间:2025/1/21 15:50:50   
超导材料和常规导电材料的性能有很大的不同。一是零电阻性:超导材料处于超导态时电阻为零,能够无损耗地向千里之外传输电能。如果用磁场在超导环中引发感生电流,这一电流可以毫不衰减地维持下去。这种“持续电流”已多次在实验中被观察到。二是完全抗磁性:超导材料处于超导态时,只要外加磁场不超过一定值,磁力线就不能透入,超导材料内的磁场恒为零。三是约瑟夫森效应:两超导材料之间加一薄薄绝缘层(厚度约1纳米),形成低电阻,会有电子对穿过绝缘层形成电流,而绝缘层两侧没有电压,即绝缘层也成了超导体。当电流超过一定值后,绝缘层两侧出现电压U,同时,直流电流变成高频交流电,并向外辐射电磁波。以上三种特性促使超导材料成为各国投入大量人力、物力进行研究的功能材料,并极力将其用于军事目的。超导技术在海军舰艇上的应用。美、英、日等国自20世纪70年代以来就开展了超导技术在海军舰艇方面应用的研究,并已初见成效。现在国际上已有3艘超导电磁推进船试验成功。超导电磁力推进装置是按照电磁原理设计的,在舰艇上安装电磁铁,在磁场和电流的相互作用下,海水向后运动。在海水的反作用力下,舰艇将获得向前的推力。超导舰艇既不需要发动机,也不需螺旋桨,能有效地消除噪音、降低红外辐射,从而大大提高海军舰艇的生存能力和快速机动能力和突防能力。超导技术在作战飞机上的应用。大功率、小体积的发动机是提高作战飞机作战性能的关键因素。随着超导技术的不断突破,为大容量、小型化磁流体发电机的研制提供了条件。一旦超导发电机实用化之后,就可以为空中指挥所和预飞机中的大型雷达、大型计算机、各种通信设备等非常耗电的装备提供高效的动力。超导技术在军事侦察、通信、电子对抗和指挥等方面的应用。利用超导材料“约瑟夫森效应”制成的仪器设备,具有灵敏度高、噪声低、响应速度快和能耗小等特点,在军事侦察、通信、电子对抗和指挥等方面,都大有用武之地。军事超导有线电通信,利用超导电线可以实现远距离、大容量通信。研究试验表明,超导电线传输信息的速度,比光纤系统快得多,可以传输几万亿分之一秒的脉冲。科学家们预言,未来高超导的远距离通信的容量将比光缆大几百倍,能够每秒传输相当于部大英百科全书的信息量。同时,超导电线因为无损耗,可以省去每3~4千米就要设置的放大器。军用超导无线电通信,利用超导材料制作无线电发射机和接收机,不仅灵敏度高、带宽宽,而且可减小天线的尺寸和重量,提高系统的生存能力。英国伯明翰大学制成的世界上第一台超导无线电发射机,其发射距离与常规发射机相比增大10倍。超导材料也是制造通信卫星的理想材料,它可以提高信息处理速度,并可使频率响应时间缩短一半。利用超导材料制造卫星天线,其效率可提高90%。利用超导技术的探测器件,由于对磁场和电磁辐射极其敏感,其灵敏度比常规探测器件高上千倍,是军事遥感侦察的理想设备。正在研制的主要有天基凝视红外焦面阵列探测器、微波和毫米波探测器、磁探测器等。超导探测器不仅尺寸小、重量轻、作用距离远、探测灵敏度高,而且具备一般可见光和红外探测系统所不具备的全天候以及穿透烟云的探测能力,并能提供对低特征目标的探测能力,可广泛应用于航天器的相控阵天线、反潜武器和水雷探测。

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