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怎样提高超导电力线路的临界温度和临界电流密度
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现阶段电能的远距离输送都是采用低电阻率的铜、铝等材料制成的导线来进行,由于有电阻的存在,电力传输线路传输电能的密度受到很大影响,不得不依赖增加电力传输线路导线的横截面积来降低电阻和传输较多的电能,这不仅需多耗大量贵重的有色金属材料,电力传输线路的电阻还会造成大量的电能损耗,造成电能的浪费;远距离高压电力传输线路的电阻造成的电能损耗大约占所输送电能的5~7%,采用超导体材料能够消除导线的电阻,但目前的超导体材料的临界温度太低,造成利用超导体材料架设远距离超导线路的成本较高。 那么,怎样才能提高超导材料的临界温度和临界电流密度呢?众所周知,如果在纯净的四价半导体材料硅、锗中加入微量的三价或五价杂质元素,则半导体材料的电导率就会有极大的提高。它山之石,可以攻玉。如果将上述现象中所包含的原理用于金属导电材料和超导材料,金属导电材料的电导率同样应有极大的提高,而对于超导材料,其超导临界温度也会相应改变。 金属的电阻是由于自由电子在外电场作用下作定向运动,所获得的能量使自由电子直接跃迁到较高的能级状态,处于较高能级状态的自由电子是不稳定的,会通过电磁辐射跃迁到较低的能级状态上去,使自由电子在外电场作用下的定向运动被打乱,并将在外电场作用下传递给自由电子的能量辐射出去,并将电能转化为热能。
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