近期，中国科学院院士、兰州大学土木工程与力学学院周又和教授撰写的专著《超导电磁固体力学》（上、下册）在获2021年度国家科学技术学术著作出版基金资助后，由科学出版社出版。

    自1911年发现汞的零电阻这一超导现象以来，在引发大量物理与材料科学研究人员追寻更高性能新型超导材料的同时，也以其优异性能推动了超导材料的应用开发研究。当前，强磁场超导磁体研制设计已成为各类高性能前沿科学装置与工程装置性能提升的基础，是一个具有战略性的前沿高新技术领域，具有很强的多学科交叉特征。在这一实用化的推进过程中，超导材料及其结构在极端环境(极低温、强电流、强磁场、高电磁力)下的力学行为对超导物理的影响尤为明显，直接影响着这些超导结构的功能性实现与安全性保障，成为研制设计中遇到的瓶颈科学问题。在这类超导磁体装置中，超导材料及结构往往具有跨尺度、强多场耦合和强非线性的多重共生复杂特征，使得相应的力学研究在实验测量、理论建模和定量分析诸多方面均存在着极大难度与挑战，进而力学工作者介入很少。

    周又和院士从上世纪90年代进入这一力学无人区，从力-电-磁-热多场强耦合和材料物性-结构制备-力学响应多重非线性交织的学术视角出发，开创了多场耦合超导固体力学。针对超导新能源材料和聚变堆、核磁共振等强磁场大型装置中超导磁体的力学敏感性和力学研究的复杂性迫切性，提出关键力学问题，从理论建模、装置研制、关键技术、实验和数值模拟等开展系统深入研究，取得了多项重大突破：如研制出国际首台全使役场超导材料力学实验装置，发明应变检测失超新技术，提出应力调控新工艺制备出超导材料的高性能接头，建立超导材料/磁体理论模型和非线性求解方法，发现涡旋-反涡旋共存的新功能现象等。为我国百余台超导磁体（含出口美国）自主成功制备等提供了强有力的力学支撑。

    周又和院士撰写的专著《超导电磁固体力学》系统总结了兰州大学超导力学研究团队的成果，包括超导材料及其复合材料结构的宏观物理与力学的理论建模及计算、实验测量、磁体装置研制等方面的研究方法和途径。以期促进相关科研工作者与工程技术人员能全面了解超导电磁力学的最新研究进展，掌握理论建模、数值计算及实验测量的主要方法和手段，进而来提升我国超导磁体研制设计能力及其制备水平。

    该专著由我国著名超导科学家、国家最高科技奖获得者赵忠贤院士作序，肯定上述成果“有力地提升了我国超导应用水平及其国际影响力”“成为国际上相关领域的首部著作”。与此同时，该专著在选题出版过程中，还得到了胡海岩院士、郭万林院士和王秋良院士的推荐，经科学出版社组织申报获国家科学技术学术著作出版基金资助。

    扩展阅读：

    全书共分14章，分别详细介绍了超导的力-电-磁-热多物理场力学特性的理论与实验研究方法及其各类典型超导力学问题的研究进展。第一章主要介绍了超导材料的主要特征、超导磁体的一些前沿科学与工程装置中的应用概况；第二章介绍了超导力学的基础实验方法和所研制的实验装置及其主要功能的测量结果；第三、第四章分别介绍了超导多物理场相互作用的基本方程和定量分析方法；第五章介绍了超导临界电流的工程应用评估方法及主要检测手段；第六章介绍了超导块材裂尖电流的奇异性、热-磁相互作用的磁通跳跃和超导薄膜的磁通崩塌等物理机制的理论预测结果；第七章介绍了力学变形或应变导致临界电流退化机理的理论研究；第八章介绍了超导材料的交流损耗发热机制和基于热变形原理的应变检测失超新技术；第九到第十一章分别介绍了超导线材绞缆、超导带材和超导磁体的电-磁-热-力相互作用的力学变形模型及其理论预测结果，以及其支撑超导磁体研制设计的成功案例，包括应力、应变分析和层间剥离强度等；第十二到第十四章分别介绍了超导块材断裂力学、超导薄膜力学和超导悬浮动力学的理论模型、定量预测及相关基础实验研究。

内容来源 ｜兰州大学新闻网

编辑 ｜ 李心月

责任编辑 ｜ 彭倩

原文链接 ｜周又和院士撰写的专著《超导电磁固体力学》出版