超导材料有哪些作用

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。
1911年，荷兰物理学家昂尼斯(1853～1926)发现，水银的电阻率并不象预料的那样随温度降低逐渐减小，而是当温度降到4.15K附近时，水银的电阻突然降到零。某些金属、合金和化合物，在温度降到绝对零度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转变温度(或临界温度)TC。现已发现大多数金属元素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。如钨的转变温度为0.012K，锌为0.75K，铝为1.196K，铅为7.193K。

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。
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