2015年10月1日

研究人员在铁基超导体中捕获磁场

实验标志着铁基高温超导体首次成为强磁铁。

用多晶铁基高温超导体产生磁场大于1特斯拉的强力磁体。

钡- 122

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塔拉哈西,佛罗里达州。来自日本国家高磁场实爱游戏提现客服验室(National MagLab)和东京农业科技大学爱游戏体育是什么的一个国际研究团队首次使用铁基高温超导体作为强磁铁。他们的研究结果发表在本周的杂志上超导体科学与技术“,

在对铁基超导体进行磁化,然后关闭磁场后,研究团队能够在材料内部保持或捕获1特斯拉的磁场,基本上创造了一个永久磁铁,其强度约为垃圾场磁铁(能够举起一辆汽车)。

美国国家磁实验室的研究人员埃里克·赫尔斯特伦说:“看到这组新的超导体不含任何稀土元素,能捕获如此高的磁场,令人兴奋。爱游戏提现客服应用超导中心谁参与了实验。

铁基超导体是在不到10年前被发现的,并引起了科学家的兴趣,因为它们不遵循传统超导体的规则。

“这是我们最近发现的一类超导体,我们正在努力了解,”杰里米·韦斯(Jeremy Weiss)说,他是佛罗里达州立大学材料科学与工程专业的博士研究生,现在是科罗拉多大学博尔德分校的博士后。他制造了掺钾钡铁砷化物(Ba,K)Fe2作为2被称为钡-122的样品,在应用超导中心。

这个1厘米长的样品是用一种传统上用于陶瓷(另一类高温超导体)的特殊热处理工艺将许多小晶粒结合在一起制成的。由于样品的多晶结构和方便的制造工艺,研究人员相信他们可以制造出更大的钡-122样品,并有可能在未来几年内捕获更高的场——可能高达10特斯拉。

超导体当冷却到一定温度以下时,具有很小或没有电阻的电流的材料。强力超导磁体目前用于磁共振成像(MRI)和其他高科技医疗和能源应用。然而,这些超导磁体需要冷却到非常低的温度,这一过程通常使用有限且昂贵的液氦。

然而,基于铁的高温超导体可以更容易地使用紧凑的商用低温冷却器进行冷却。这使得它们更小、便携和灵活,适用于许多应用,包括医疗MRI、新一代核磁共振系统、高能加速器和高效超导体电机。

这项研究得到了日本国家科学基金会和日本JST-PRESTO和JSPS爱游戏提现客服的支持。

他们是怎么做磁铁的

制作磁铁有不同的方法,如下图所示。

插图

铁磁永磁体中的磁场——就像你冰箱上的那些——是由于电子自旋排列:材料中的所有电子都在同一方向排列。一些材料自然具有这种特性。你也可以通过将某些材料暴露在外部磁场中来制造永磁体。

在电磁铁中,就像科学家在MagLab中使用的大型研究磁铁一样,磁场是由外部电源的大量电流流过铜银合金线圈而产生的。

在超导体磁体中,如钡-122磁体,磁体是由超导材料块形成的。磁场是由于电流在超导材料中循环流动,就像在电磁铁中一样。但是这种电流流动是由外部磁场引起的,就像在永磁体中所做的那样。

因为如果超导体保持很冷,电流在超导体中不会衰减,所以它可以用作永磁体。电流在超导体中流动的能量密度是铜的100倍,因此非常小的尺寸的非常强大的超导磁体是可能的。


由JEREMY WEISS拍摄的钡-122照片。


爱游戏体爱游戏提现客服育是什么美国国家强磁场实验室是世界上最大、功率最高的磁体设备。位于佛罗里达州立大学、佛罗里达大学和洛斯阿拉莫斯国家实验室的跨学科国家磁实验室吸引了来自世界各地的科学家在强磁场中进行基础研究,促进了我们对材料、能源和生命爱游戏提现客服的理解。该实验室由美国国家科学基金会(DMR-115749爱游戏提现客服0)和佛罗里达州资助。欲了解更多信息,请访问我们的网站爱游戏提现客服www.familiaclick.com或者在NationalMagLab的Facebook、Twitter、Instagram和Pinterest上关注我们。爱游戏提现客服