超导材料科学与技术

超导技术被誉为21世纪具有重大经济和战略意义的高新技术，在国民经济诸多领域具有广阔的应用前景。超导材料是超导应用发展的基础。本书将全面、系统地论述超导材料的物理基础、发展现状、结构特性和制备过程中一系列关键技术及其应用。全书共10章，首先介绍超导体的基本现象、磁通钉扎及其特性和由磁通钉扎所引起的电磁现象，以及性能测试与表征技术等与超导应用相关的基础知识，其次重点阐述低温超导线材、Bi系高温超导线带材、YBCO涂层导体、MgB2超导线带材以及铁基超导线带材的制备及加工、组织调控、磁通钉扎与传输性能和近期新应用进展。本书从理论与实践上体现了当前超导材料及相关科技的国际水平。
本书内容翔实丰富、深入浅出，并附有大量附表和参考文献，适合高等学校、科研院所、相关企业从事超导研发的科研人员、生产技术人员和管理工作者等阅读，同时可作为超导物理与超导材料、材料科学与工程、物理、化学、电气工程相关专业的师生学习参考用书。

马衍伟，中国科学院电工研究所研究员、博士生导师，中国科学院大学岗位教授。国家杰出青年科学基金获得者（2010年），国家“万人计划”领军人才，国务院政府特殊津贴专家。现为中国科学院电工研究所超导与能源新材料研究部主任、中国科学院物理研究所超导国家重点实验室学术委员会委员、美国应用超导大会程序委员会委员、国际低温材料大会委员会委员、欧洲应用超导大会国际咨询委员会委员、IEEE电力与能源协会（PES）储能技术委员会（中国）常务理事以及Superconductor Science and Technology、Physica C、《物理》等期刊编委。担任国家重点研发计划项目首席科学家、科技部重点领域创新团队负责人。 长期从事实用超导材料、高比能超级电容器及关键材料研究。相关工作曾入选科技部“十一五”国家重大科技成就展。迄今为止，发表SCI论文360多篇，获得国家发明专利授权90余项，在国际会议上作Invited/Plenary报告70多次。多次入选爱思唯尔中国高被引学者，获得“中国科学院优选工作者”荣誉称号，并人选2019中国科学年度新闻人物。由于在新型铁基超导材料实用化研究领域的开创性工作，荣获欧洲应用超导学会“2019年国际应用超导杰出贡献奖”（系我国首次获奖）。

序一
序二
前言
第1章 绪论
1.1 超导电性的发现
1.2 超导材料的发展历程
参考文献
第2章 超导体的基本特性和相关理论
2.1 零电阻效应
2.2 临界磁场和临界电流
2.3 接近抗磁性
2.4 超导材料的种类
2.5 伦敦理论
2.5.1 二流体模型
2.5.2 伦敦理论与磁场穿透深度
2.6 金兹堡-朗道（G-L）理论
2.6.1 G-L理论的两个特征参数：穿透深度和相干长度
2.6.2 磁通量子效应
2.7 超导体的微观机理——BCS理论
2.7.1 实验基础
2.7.2 库珀对
2.7.3 BCS理论概述
参考文献
第3章 超导材料的应用物理基础——磁通钉扎与电磁特性
3.1 引言
3.2 第Ⅱ类超导体的磁化曲线和相图
3.3 磁通线及其结构
3.4 磁通钉扎中心和钉扎力
3.5 临界态比恩模型
3.6 磁滞回线与不可逆场
3.6.1 磁滞回线
3.6.2 不可逆场
3.7 磁通运动的种类
3.7.1 磁通流动
3.7.2 磁通蠕动
3.7.3 磁通跳跃
3.7.4 增强稳定性的措施
3.8 交流损耗
3.8.1 磁滞损耗
3.8.2 耦合损耗
3.8.3 自场损耗
3.9 实用超导材料及其应用要求
3.9.1 高临界参数
3.9.2 强电应用对超导导线的要求
参考文献
第4章 超导材料的物性测量与微观结构表征技术
4.1 引言
4.2 超导材料物性的测量
4.2.1 临界转变温度的测量
4.2.2 临界磁场的测量
4.2.3 临界电流密度的测量
4.2.4 实用化性能的测量
4.3 微观结构表征技术
4.3.1 热重和差热分析
4.3.2 光学显微镜
4.3.3 X射线衍射
4.3.4 扫描电子显微镜及能谱分析
4.3.5 透射电子显微镜
4.3.6 电子背散射衍射
参考文献
第5章 低温超导材料
5.1 引言
5.2 NbTi合金
5.2.1 NbTi合金相图
5.2.2 成分对NbTi合金性能的影响
5.2.3 NbTi超导体的制备技术
5.2.4 人工钉扎NbTi超导体的制备技术
5.2.5 实用NbTi线材小结
5.3 Nb3Sn超导材料
5.3.1 A15化合物简介
5.3.2 Nb3Sn超导体
5.3.3 Nb3Sn线材的制备方法
5.3.4 Nb3Sn线材的临界电流密度
5.3.5 Nb3Sn线材的机械性能
5.4 Nb3Al超导材料
5.4.1 Nb3Al超导体的物理特性
5.4.2 Nb3Al超导线材的制备技术
5.4.3 小结
参考文献
第6章 氧化物高温超导材料的结构、物性和磁通钉扎
6.1 引言
6.2 氧化物高温超导体的晶体结构
6.2.1 钙钛矿型结构简介
6.2.2 氧化物高温超导体的层状结构特征
6.2.3 氧化物超导体的晶格常数
6.3 影响临界转变温度的几个关键因素
6.3.1 氧含量和载流子浓度对Tc的影响
6.3.2 CuO2层数对Tc的影响
6.3.3 掺杂对Tc的影响
6.3.4 压力对Tc的影响
6.4 氧化物超导体的超导特性
6.4.1 相干长度和各向异性
6.4.2 超导能隙
6.4.3 临界磁场及其各向异性
6.4.4 氧化物超导体的临界电流密度
6.4.5 晶界弱连接
6.5 氧化物高温超导体的磁通钉扎特性
6.5.1 磁通物质和磁通相图
6.5.2 高温超导体中的本征钉扎
6.5.3 磁通钉扎机制及分类
6.5.4 热激活磁通蠕动
6.5.5 磁通涡旋玻璃-液态转变与E-J曲线
6.5.6 不可逆线
6.5.7 尖峰效应
参考文献
第7章 Bi系高温超导线带材
7.1 引言
7.2 Bi系超导体的结构特征及相关物理性质
7.3 Bi系超导体的相图
……