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超导现象

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==分类与应用==
===分类===
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)。如今铌钛合金是用于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。
===应用===
超导材料具有的优异特性使它从被发现之日起,就向人类展示了诱人的应用前景。但要实际应用超导材料又受到一系列因素的制约,这首先是它的临界参量,其次还有材料制作的工艺等问题(例如脆性的超导陶瓷如何制成柔细的线材就有一系列工艺问题)。到80年代,超导材料的应用主要有:①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;可制作电力电缆,用于大容量输电(功率可达10000MVA);可制作通信电缆和[[天线]],其性能优于常规材料。②利用材料的完全抗磁性可制作[[无摩擦陀螺仪]]和[[轴承]]。③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。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10-20倍,功耗只有四分之一。
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