《科幻洪荒,我成了云霄召唤兽》第55章 常温超导体研究成功 免费试读
超导体作为次级文明的标志,生产工艺非常复杂,是一门复杂的学科。
超导体是指在一定温度下电阻为零的导体。人类于1911年首次发现超导体。这一年,荷兰科学家黑克·卡默林赫·昂内斯等人发现,在极低的温度下,水银的电阻消失,呈现超导状态。
超导体有三个基本特征:完全导电、完全抗磁性和通量量子化。
完全导电,又称零电阻效应,是指当温度降到一定温度以下时,电阻突然消失的现象。
完全导电适合直流电。超导体在交流电或交变磁场中,会产生交流损耗,频率越高损耗越大。
完全抗磁性也叫梅斯纳效应。当磁场强度低于临界值时,磁力线无法穿过超导体,超导体内部磁场为零。
完全抗磁性的原因是在超导体表面可以产生一个无损耗的抗磁性超导电流,这个电流产生的磁场抵消了超导体内部的磁场,超导体内部的磁场始终为零。
通量量子化,又称约瑟夫森效应,是指当两个超导体之间的绝缘层薄到原子大小时,电子对可以通过绝缘层产生隧穿电流的现象,即在超导体-绝缘体-超导体结构中可以产生超导电流。当外加DC电压达到一定水平时,不仅有DC超导电流,还有交流电流。将超导体置于磁场中,磁场穿透绝缘层,超导结的最大超导电流随外磁场的大小呈规律性变化。
金木的次级文明发现了许多种常温超导体,如元素超导体、合金超导体、氧化物超导体和有机超导体。
元素超导体代表金属氢,是氢元素的一种特定形式。它是最便宜的超导体,但是合成方法非常复杂,地球目前没有这个能力。
除了金属氢,合金超导体也很常见,是由十几种元素经过复杂的生产工艺形成的常温超导体。虽然需要昂贵的稀土元素,但合成起来并不困难。
在辉煌科技公司的地下研究中心,一个秘密实验室里,数百名资深材料科学研究人员正在夜以继日地做着研究,他们每个人都非常兴奋——因为他们发现了一种常温超导体,超导的临界温度达到了零下五摄氏度。
其实这是方浩主持的一个项目,让他们有了研发的想法,然后慢慢向这个想法发展,逐渐接近常温超导体。
我看到一个研究人员,不断地混合材料,然后将材料放入特殊的设备中进行复杂的处理,最后得到一种具有超导特性的神奇合金。
随着时间的推移,超导体的临界温度逐渐升高。
-2℃!
3℃!
3.4℃!
……
“什么!临界温度达到80℃了?”
突然有一天,大家得到了一个目瞪口呆的结果。
居然让临界温度达到80℃的高温超导体!可以大规模应用于生活的方方面面。
在80℃的室温下发现这种超导体后,实验室立刻疯狂起来,无数人变得非常兴奋。作为一名科学家,每个人都明白这一发现意味着什么。
“好!”
“太好了!”
“太成功了!”
……
实验室成了欢乐的海洋。
在辉煌科技公司总裁的控制室里,方浩看着兴奋的研究人员,突然笑了。
这并不容易,即使它给了他们灵感,他们也花了四个月的努力发现了超导合金,这代表着这家辉煌的科技公司即将成为世界领先的科技公司。
在辉煌科技公司的秘密实验室里,方浩召集了数百名技术骨干和公司管理层成员,就超导技术展开讨论。
“女士们,先生们,我们公司已经成功研制出室温超导体。大家都有很深的技术背景,应该知道这代表了什么。这意味着大量的财富在等着我们。为了获得更大的利益,我建议超导体技术的突破要保密。公司当然不会亏待你。这次参与超导体研究的每个人都会得到奖励。”方浩把手一挥,看到一个密码箱被推出来,里面装满了红色的现金。
坐了一百个人,每个人都得到了一大箱现金,大家都忍不住笑了。这一大箱现金足以让他们的财富自由。
接着,方浩等人开始谈论超导技术的应用。
室温超导体作为次级文明的入门材料,可以极大地改变世界,其应用可以分为三类:强电流应用、弱电流应用和抗磁性应用。
高压应用是大电流应用,包括超导电机、输电和储能;
弱电应用是电子应用,包括超导计算机、超导天线和超导微波器件。
抗磁性的应用主要包括磁悬浮列车和热核聚变反应堆。
超导电机:用超导绕组代替普通电机的铜绕组,提高电流密度和磁场强度,具有功率大、体积小、重量轻、电抗低、效率高的优点。
超导磁流体发电机:利用超导体产生的巨大磁场发电的电机。磁流体发电机具有效率高、发电容量大的优点,但传统磁体在发电过程中会产生很大的损耗,而超导磁体本身损耗小,可以弥补这一不足。
超导输电:用超导材料制成的超导导线和变压器可以几乎无损耗地向用户输电。
超导计算机:高速计算机要求集成电路芯片上的元器件和连接线密集排列,但密集排列的电路在工作时会产生大量的热量。在超导计算机中的超大规模集成电路中,元器件之间的互连线采用近零电阻、超热的超导器件,因此不存在散热问题,计算机的运算速度大大提高。
超导磁悬浮列车:利用超导材料的抗磁性,将超导材料置于永久磁铁之上。因为磁铁的磁力线无法穿过超导体,所以磁铁和超导体之间会产生排斥力,使超导体悬浮在磁铁上方。这种磁悬浮效应可以用来制作高速超导磁悬浮列车。
核聚变反应堆:全超导托卡马克核聚变实验装置,核聚变反应堆的磁性外壳。在核聚变反应过程中,内部温度高达1-2亿摄氏度,任何常规物质都无法包含这些物质。而超导体产生的超强磁场可以作为磁罩,将热核反应堆中的超高温等离子体包围并约束起来,然后慢慢释放出来,从而实现可控核聚变。
目前国际争端如火如荼,很多国家技术被卡住,比如光刻机,芯片,高端机械等。,但是有了超导体,可以在弯道超车。
方浩决定首先专注制造一款全球性能最强的CPG和GPU,打破国产高端芯片的差距。