关于超导体

一、超导材料定义

超导是在具有在一定的低温条件下某些金属和陶瓷材料中观察到的一种现象，即材料呈现出电阻等于零以及排斥磁力线的性质的材料。当这些材料被冷却到接近{jd1}零度（-273℃）和液氮温度（-196℃）之间的温度时，它们就没有电阻。电阻为零时的温度称为临界温度(Tc)，并且临界温度因材料不同而各异。实际应用中，人们使用液态氦或液态氮来冷却材料，使材料达到临界温度。

现已发现有28种元素和几千种合金和化合物可以成为超导体。

因为这些材料没有电阻，这就意味着电子可以在其中自由穿行，所以它们能够长时间传输大量电流，而不会以热的形式将能量损失掉。有实验显示，超导线圈能够传输电流长达几年，而不产生可以测量的损失。基于这种特性，如果输电线可以使用超导陶瓷制造的话，那么超导材料将在方面发挥重要作用，同时还将在蓄电设备中得到应用。

二、超导材料研究历史

1911年，家(1853～1926)发现，的并不象预料的那样随降低逐渐减小，而是当温度降到4.15K附近时，水银的电阻突然降到零。某些、和，在温度降到附近某一特定温度时，它们的电阻率突然减小到无法测量的现象叫做超导现象，能够发生超导现象的物质叫做超导体。超导体由正常态转变为超导态的温度称为这种物质的(或临界温度)TC。现已发现大多数金属以及数以千计的合金、化合物都在不同条件下显示出超导性。如的转变温度为0.012K，为0.75K，为1.196K，为7.193K。

超导体得天独厚的特性，使它可能在各种领域得到广泛的应用。但由于早期的超导体存在于极低温度条件下，极大地限制了超导材料的应用。人们一直在探索，从1911年到1986年，75年间从水银的4．2K提高到的23．22K，才提高了19K。

1986年，高温超导体的研究取得了重大的突破。掀起了以研究金属氧化物陶瓷材料为对象，以寻找高临界温度超导体为目标的“超导热”。全世界有260多个实验小组参加了这场竞赛。

1986年1月，美国国际商用机器公司设在实验室科学家柏诺兹和缪勒首先发现钡镧铜氧化物是高温超导体，将超导温度提高到30K；紧接着，工学部又将超导温度提高到37K；12月30日，宣布，美籍华裔科学家又将超导温度提高到40．2K。

1987年1月初，日本川崎国立分子研究所将超导温度提高到43K；不久日本综合电子研究所又将超导温度提高到46K和53K。由、领导的研究组，获得了48．6K的锶镧铜氧系超导体，并看到这类物质有在70K发生转变的迹象。2月15日美国报道朱经武、获得了98K超导体。2月20日，也宣布发现100K以上超导体。3月3日，日本宣布发现123K超导体。3月12日中国成功地用进行超导实验。3月27日美国华裔科学家又发现在氧化物超导材料中有转变温度为240K的超导迹象。很快日本鹿儿岛大学工学部发现由、、、组成的材料在14℃温度下存在超导迹象。高温超导体的巨大突破，以液态氮代替液态氦作超导制冷剂获得超导体，使超导技术走向大规模开发应用。是空气的主要成分，液氮制冷机的效率比液氦至少高10倍，所以液氮的价格实际仅相当于液氦的1／100。液氮制冷设备简单，因此，现有的高温超导体虽然还必须用液氮冷却，但却被认为是20世纪科学上最伟大的发现之一。

参考资料

1：王赞明：Superconducting in Electrical Engineering，

2：大百科全书（电工类）

3：中国科学院电工研究所