超導薄膜材料之本質熱穩定研究

Abstract

超導體在很多方面具有應用潛力，而熱學分析是許多應用的基礎。本論文 針對超導體的應用所導致的穩定性問題，也就是超導薄膜材料的本質熱穩 定提出了嚴謹的分析。本文以二維熱傳導來分析低溫超導薄膜材料的本質 熱穩定以及焦耳熱產生後超導特性之恢復的問題，熱擾動源是以線源的形 式來模擬，並以數值解法來分析此問題。分析結果顯示，多層低溫超導薄 膜材料較單層低溫超導薄膜材料有更佳的穩定性。熱穩定參數隨著Biot數 的增加而減少。不同的熱擾動位置對穩定參數亦有影響，熱擾動位置愈靠 近邊界，低溫超導薄膜材料的穩定參數愈低，故超導薄膜材料愈穩定。有 界面阻抗的低溫超導薄膜材料較無界面阻抗的低溫超導薄膜材料更不穩定 。在高溫超導薄膜材料的分析上，本文亦以二維熱傳導分析高溫超導薄膜 材料的本質熱穩定以及焦耳熱產生後超導特性之恢復的問題，熱擾動源是 以線源的模式來模擬。分析結果顯示，Biot數、熱擾動的位置、界面阻抗 的大小及高溫超導薄膜材料熱傳導係數比對高溫超導薄膜材料的穩定性均 有顯著的影響。