W monografii przedstawiono rezultaty badań modelowania własności nadprzewodników, w tym wysokotemperaturowych ze szczególnym uwzględnieniem prac własnych autora. Postęp w zastosowaniach nadprzewodników wysokotemperaturowych związany jest ściśle z otrzymywaniem materiałów nadprzewodnikowych scharakteryzowanych parametrami o pożądanych właściwościach. Można to z jednej strony osiągnąć metodą prób i błędów prowadząc żmudne i kosztowne prace doświadczalno-technologiczne. Z drugiej strony modelowanie własności materiałów nadprzewodnikowych prowadzić będzie do rozpoznania mechanizmu zjawisk zachodzących w tych materiałach i następnie pozwoli wskazać na znaczenie poszczególnych parametrów, które wpływać mogą na uzyskanie materiałów nadprzewodnikowych o pożądanych z punktu widzenia zastosowań właściwościach. W monografii rozpatrzono zagadnienie modelowania własności materiałów nadprzewodnikowych w podziale na trzy grupy. Pierwszą grupę stanowią podstawowe parametry nadprzewodnikowe, takie jak temperatura krytyczna, przerwa energetyczna i termodynamiczne pole krytyczne oraz odwracalna krzywa magnetyzacji, natomiast drugą grupę stanowią parametry związane z czystością materiałów nadprzewodnikowych, wyrażoną poprzez średnią elektronową drogę swobodną. Najważniejsza część monografii poświęcona została modelowaniu własności materiałów nadprzewodnikowych do przesyłu prądu elektrycznego oraz jako materiały magnetyczne. Własności należące do trzeciej grupy definiują zasadnicze z punktu widzenia zastosowań parametry, takie jak prąd krytyczny i siły zakotwiczenia oraz straty energetyczne i zamrożony strumień. W związku z dynamicznym w ostatnich latach rozwojem problematyki zastosowań nadprzewodników oraz mającym miejsce w 2008 roku jubileuszem 100-lecia krioelektroniki, w monografii omówiono problematykę zastosowań materiałów nadprzewodnikowych, szczególnie w elektro-energetyce, w świetle bieżącego światowego kryzysu energetycznego oraz wykorzystania nadprzewodników w zagadnieniach odnawialnych, alternatywnych źródeł energii, której to problematyce poświęcono odrębny dodatek. Monografia przeznaczona jest głównie dla uczestników studiów doktoranckich z dyscyplin technicznych oraz studentów szkół wyższych, a także młodszych pracowników naukowych z zakresu elektrotechniki, materiałoznawstwa, kriogeniki, elektroniki, fizyki chemicznej, interesujących się zagadnieniami nadprzewodnictwa stosowanego i związaną problematyką.

Spis treści

1. Wstęp

2. Modelowanie własności nadprzewodnikowych zależnych od fundamentalnych relacji termodynamicznych

   1. Wysokotemperaturowe materiały nadprzewodnikowe

   2. Modelowanie parametrów należących do I grupy własności nadprzewodnikowych

   3. Modelowanie odwracalnej krzywej magnetyzacji

3. Modelowanie wtórnych własności nadprzewodnikowych zależnych od czystości nadprzewodnika

4. Modelowanie własności materiałów nadprzewodnikowych zależnych od wielkości nieodwracalności magnetycznej

   1. Gęstość prądu krytycznego i siła zakotwiczenia nici wirowych w nadprzewodnikach wysokotemperaturowych

   2. Wpływ odkształcenia przy zginaniu na prąd krytyczny wysokotemperaturowych taśm nadprzewodnikowych

   3. Modelowanie nieodwracalnej krzywej magnetyzacji

   4. Modelowanie zamrożonego strumienia magnetycznego w ceramicznych nadprzewodnikach wysokotemperaturowych

   5. Modelowanie prądu krytycznego dla równoległej konfiguracji pola magnetycznego i prądu transportu

   6. Modelowanie strat energetycznych

      1. Analiza strat energetycznych wyznaczonych poprzez pomiar wektora Poyntinga

      2. Analiza strat energetycznych wyznaczonych poprzez pomiar przenikalności magnetycznej

      3. Modelowanie strat energetycznych w przypadku dynamicznym płynięcia strumienia indukcji magnetycznej w nadprzewodniku

      4. Modelowanie strat energetycznych w przewodach nadprzewodnikowych

      5. Modelowanie strat energetycznych w taśmach nadprzewodnikowych II generacji

   7. Modelowanie zagadnień stabilizacji magnetotermicznej materiałów nadprzewodnikowych

5. Problematyka zastosowania nadprzewodników i cieczy kriogenicznych

   1. Technologia wytwarzania przewodów nadprzewodnikowych

   2. Zastosowania nadprzewodników wysokotemperaturowych w kablach do przesyłu energii elektrycznej

   3. Zastosowania nadprzewodników w urządzeniach elektroenergetycznych

      1. Elektromagnesy nadprzewodnikowe

      2. Lewitacja magnetyczna

      3. Urządzenia nadprzewodnikowe w sieciach energetycznych: nadprzewodnikowe magazyny energii

      4. Urządzenia nadprzewodnikowe w sieciach energetycznych: ograniczniki prądów zwarcia

      5. maszyny z uzwojeniami nadprzewodnikowymi

   4. Wykorzystanie nadprzewodników do generacji i detekcji promieniowania elektromagnetycznego

      1. Tunelowe złącza Josephsonowskie - analiza działania i zastosowania

      2. SQUID jako detektor pól elektromagnetycznych

      3. Nadprzewodnikowe detektory promieniowania pracujące na częstotliwościach THz

      4. Nadprzewodnikowa tomografia komputerowa typu MRI

   5. Komputer kwantowy i wykorzystanie w nim elementów nadprzewodnikowych

   6. Zastosowania cieczy kriogenicznych

      1. Zastosowania cieczy kriogenicznych w transporcie

      2. Zastosowanie kriokomory w medycynie

6. Alternatywne źródła energii

   1. Wykorzystanie energii słonecznej

      1. Elektrownie słonecznej

      2. Ogniwa fotowoltaiczne

      3. Fotoemisja - zewnętrzny efekt fotoelektryczny

   2. Energetyka wiatrowa

   3. Energetyka wodna

   4. Energetyka alternatywna: jądrowa i spalanie biomasy

• Podstawowe pojęcia z zakresu nadprzewodnictwa

• Wykaz wybranych oznaczeń