超导材料的特性（超导材料）

本篇文章给大家谈谈超导材料，以及超导材料的特性对应的知识点，希望对各位有所帮助，不要忘了收藏本站喔。

本文目录一览：

1、超导材料都有哪些
2、什么是超导材料？
3、超导材料可应用于什么,超导材料的用途
4、什么是超导材料的特点是怎样的？
5、超导材料有哪些？
6、超导材料是什么？

超导材料都有哪些

超导材料按其化学成分可分为元素材料、合金材料、化合物材料和超导陶瓷。①超导元素：在常压下有28种元素具超导电性，其中铌（Nb）的Tc最高，为9.26K。电工中实际应用的主要是铌和铅(Pb，Tc=7.201K)，已用于制造超导交流电力电缆、高Q值谐振腔等。② 合金材料：超导元素加入某些其他元素作合金成分，可以使超导材料的全部性能提高。如最先应用的铌锆合金(Nb-75Zr)，其Tc为10.8K，Hc为8.7特。继后发展了铌钛合金，虽然Tc稍低了些，但Hc高得多，在给定磁场能承载更大电流。其性能是Nb-33Ti，Tc=9.3K，Hc＝11.0特；Nb-60Ti，Tc=9.3K，Hc=12特(4.2K)。目前铌钛合金是用于7～8特磁场下的主要超导磁体材料。铌钛合金再加入钽的三元合金，性能进一步提高，Nb-60Ti-4Ta的性能是，Tc＝9.9K，Hc=12.4特（4.2K）；Nb-70Ti-5Ta的性能是，Tc=9.8K，Hc=12.8特。③超导化合物:超导元素与其他元素化合常有很好的超导性能。如已大量使用的Nb3Sn，其Tc=18.1K，Hc=24.5特。其他重要的超导化合物还有V3Ga，Tc=16.8K，Hc=24特；Nb3Al，Tc=18.8K，Hc=30特。④超导陶瓷：20世纪80年代初，米勒和贝德诺尔茨开始注意到某些氧化物陶瓷材料可能有超导电性，他们的小组对一些材料进行了试验，于1986年在镧－钡－铜－氧化物中发现了Tc=35K的超导电性。1987年，中国、美国、日本等国科学家在钡－钇－铜氧化物中发现Tc处于液氮温区有超导电性，使超导陶瓷成为极有发展前景的超导材料。

什么是超导材料？

在地球上，所有的元素和材料都有电阻，就是导电性最好的银、铜、铝也不例外，但有些种类的材料在一定条件下却没有电阻，这就是所谓超导材料。

超导材料最早是由荷兰的物理学家昂内斯在1911年发现的。那时，许多科学家发现，金属的电阻和它所处的温度条件有很大关系。温度高时，它的电阻就增加，温度低时，电阻就减小。并总结出一个金属电阻与温度之间关系的理论公式。当时，荷兰物理学家昂内斯为检验这个公式是否正确，就用汞(水银)作试验。他把水银冷却到-40℃，使它变成固体，然后把水银拉成细丝并继续降低温度，同时测量不同温度时固体水银的电阻。当温度降到4K时，一个奇怪的现象发生了，水银的电阻突然变为零。这一发现轰动了世界物理学界。后来科学家把这个现象叫作超导(电)现象，把电阻等于零的材料称为超导(电)材料。

各种超导线材料可广泛用于输电

昂内斯和许多科学家后来又发现了28种超导元素和8000多种超导化合物，但出现超导现象的温度大多接近绝对零度，因而这种超导材料没有什么经济价值，因为制造这种超低温本身就花钱很多而且相当困难。

为了寻找在比较高的温度下没有电阻的超导材料，世界上无数科学家奋斗了近60年，也没有取得什么进展。直到1973年，英美一些科学家才找到一种在23K时出现超导现象的铌锗合金，此后这一记录又保持了10多年。

到1986年，在瑞士国际商用公司实验室工作的贝特诺茨和缪勒从别人多次失败中吸取了经验，放弃了在金属和合金中寻找超导材料的老观念，解放思想，终于发现一种镧铜钡氧陶瓷氯化物材料在43K这一较高温度出现了超导现象。这是一个了不起的突破，因此他们两人同时获得了1987年的诺贝尔物理学奖。

此后，美籍华人学者朱经武、中国物理学家赵忠贤等在1987年相继发现了在78.5K和98K时出现超导现象的超导材料。这样，超导材料就可以在液氮中工作了。

更令人振奋的是，1991年美国和日本的科学家又发现了球状碳分子C↓60在掺钾、铯、钕等元素后，也有超导现象。超导材料的出现有可能像半导体材料一样，在世界引起一场工业和科技革命。因为没有电阻的材料用途极为广泛：用它输送电流不会损耗电力；用它做发电机可以做得很小，但发出的电流可以很大。例如，一台普通的大型发电机需要用15～20吨铜线绕成线圈，而如果用超导材料线圈，只要几百克就够了，而发出的电力却是一样的。

超导材料可以制作大型强磁体，未来的磁悬浮列车中超导磁体是磁悬浮列车中的关键性部件，用它产生的巨大磁力才能使列车悬浮起来。

超导材料还可以制成储电装置，把电流储存起来，供急需时使用。1987年，美国国防部为适应“星球大战”的需要，决定建立一个用超导材料储电的装置，在和平时期，可向居民供电，在导弹袭来时，可为激光武器供电，用激光摧毁导弹。

因为超导材料没有电阻，只要把电“注入”超导线圈，电流就可以无休止地在线圈中流动也不会有损耗。美国设计了一个可以储存500万千瓦小时的巨型超导储电装置，它像一个巨大的轮胎，深埋在地下的核心部分是用超导材料做成的储能线圈。它的直径就有1568米，储存的电力足以供几十万人口的城市照明用电。

超导材料也可以制作高灵敏度的测量仪器及逻辑元件和存储元件。这些元件以超导薄膜的形式应用，所用的超导薄膜的厚度只需不到1微米就够了。用超导材料制成的量子干涉器件可测量小到10的负18次方伏特的电压差和10-18安培的电流，是磁脑照相术用仪器不可缺少的电子器件。

超导材料可应用于什么,超导材料的用途

以下内容关于《

超导材料应用在哪些方面

》的解答。

1.超导材料的应用主要有:利用材料的超导电性可制作磁体，应用于电机、高能粒子加速器、磁悬浮运输、受控热核反应、储能等。

2.可制作电力电缆，用于大容量输电。

3.可制作通信电缆和天线，其性能优于常规材料。

4.利用材料的完全抗磁性可制作无摩擦陀螺仪和轴承。

5.利用约瑟夫森效应可制作一系列精密测量仪表以及辐射探测器、微波发生器、逻辑元件等。

6.利用约瑟夫森结作计算机的逻辑和存储元件，其运算速度比高性能集成电路的快10到20倍，功耗只有四分之一。

什么是超导材料的特点是怎样的？

具有超导性质的材料叫做超导材料。超导材料是当今新材料领域中一个十分重要的组成部分，超导材料的发现是20世纪物理学的一项重大成就。由于物体电阻的消除，使能量可以在穿过其中时不发生热损耗，电流可以毫无阻力地在导线中形成强大的电流，产生强大的磁场。超导材料的应用为人类展现出一个前景十分广阔的领域，并将会对人类社会发展产生深远的影响。经过科学家们数十年的努力，超导材料的磁电障碍已被跨越，下一个难关是消除温度障碍，寻求高温超导材料，即摆脱原有的低温冷却才能产生的束缚。

超导材料有哪些？

超导材料是一种在一定条件下，能排斥磁力线且呈现出电阻为零的特性的新型材料。目前，已发现有46种元素和几千种合金、化合物可以成为超导材料。超导材料根据临界转变温度可分为低温超导材料和高温超导材料。低温超导材料主要有NbTi 和Nb3Sn 材料等，高温超导材料主要有Bi-Sr-Ca-Cu-O（BSCCO）和Y-Ba-Cu-O（YBCO）材料、MgB2超导材料、铁基超导材料等。

超导材料根据临界转变温度的不同可分为低温超导材料和高温超导材料。

低温超导材料主要有NbTi 和Nb3Sn 材料；高温超导材料主要有Bi-Sr-Ca-Cu-O（BSCCO）和Y-Ba-Cu-O（YBCO）材料、MgB2超导材料、铁基超导材料。

尽管已经发现了数万种超导体，但真正具有实用价值的超导体并不多。

得到应用的低温超导体主要包括NbTi、Nb3Sn、Nb3Al等，其制备技术与工艺已经相当成熟，并推动了加速器磁体、核聚变工程用超导磁体、核磁共振（MRI和NMR）磁体、通用超导磁体等应用领域的发展。

具有实用价值的高温超导体主要包括铋系（BSCCO，第一代高温超导材料）和钇系（YBCO或ReBCO，第二代高温超导材料）。

进入21世纪以来，MgB2和铁基超导体相继被发现，成为两种新的具有实际应用潜力的超导体。

来源：《揭秘未来100大潜力新材料（2019年版）》_新材料在线