超导材料的性能与应用综述
物理学中的超导材料及其应用
物理学中的超导材料及其应用超导物理在现代物理学中占有重要地位，超导材料也因其独特的物理性质和广泛的应用而备受关注。
本文将介绍超导材料的基本概念和特性，并探讨其在电子工业、医学和能源等方面的应用。
一、超导材料的基本概念和特性超导材料是指在低温下电阻为零的一类材料，主要基于超导现象。
当一个物体被冷却到超导温度以下时，它的电阻将清零，电流将通过材料而不损失任何能量。
具有这种特性的材料称为超导材料。
超导物理的关键是超导电性。
超导电性是指在某些材料中，当它们被冷却到温度以下的临界温度时，它们的电阻突然清零，并且它们能够通过电流而不发热。
最初，超导体只能在极低温度下工作，如液氮温度（约77K），但现在有些超导材料可以在室温下或较高温度下发挥超导效应。
除了电阻为零和超导现象外，超导材料还具有其他一些特性。
例如，它们有很强的磁场排斥效应，被称为“迈斯纳效应”。
迈斯纳效应可用于制造超导磁体，这些磁体能够产生极强的磁场，从而用于研究宇宙、医学、地质学、环境科学等领域。
二、超导材料的应用1.电子工业超导电子元件是超导材料的一个主要应用领域。
在这些元件中，超导材料被用于传输电流和信息，如超导线圈、电阻器、滤波器等。
它们的主要优点是高效能、节能、体积小、重量轻等。
超导电材料还可以被用于生产微波和其他高频电子元件，这些元件在通讯技术中广泛应用。
2.医学应用超导材料在医学领域中也有广泛应用，超导磁体是其中一个例子。
超导磁体的强大磁场可以用于产生高品质的医学影像，例如磁共振成像（MRI）和其他医学成像技术。
另外，超导电性还可以被用于治疗癌症和其他疾病，如超导加速器是医学放射学的基本设备之一。
3.能源应用超导材料不仅可以成为能源的传送介质，还可以被用于发电。
腔型超导磁体是将超导材料用于发电的实际应用之一。
超导磁体将水变成高速运动的离子，并通过强磁场来产生电力。
这种技术比传统的热能发电技术效率高。
4.其他应用超导材料还被用于核磁共振（NMR）和超导量子计算机技术。
超导材料的性质与应用研究
超导材料的性质与应用研究超导材料是一类具有特殊性质的材料，当其温度降至某一临界值以下时，电阻会突然变为零，导电性变得极好。
这一特性使得超导材料在许多领域具有广泛的应用前景。
近年来，对超导材料的性质与应用进行了深入研究，取得了一系列重要突破。
首先，我们来探讨超导材料的性质。
超导材料的最重要特性是零电阻和零磁场排斥现象。
当超导材料的温度降至超导转变温度以下，电流可以在材料内无阻力地流动，形成超导电流。
这种电流是由于电子之间形成的库珀对，从而在材料中无阻力地传输。
超导材料的超导性质还表现为磁场排斥现象，即在材料内部形成一个排斥外磁场的现象。
超导材料的这些性质使其具有广泛的应用前景。
最明显的应用领域是能源传输和储存。
由于超导材料的电阻为零，电流可以在材料中无损耗地传输，这使其成为理想的电力输送材料。
超导材料在高速列车和飞船中的应用也被广泛研究，利用超导磁体实现列车的悬浮和推动。
此外，超导材料还能用于制造超导磁体，这些磁体在医学成像、粒子加速器和磁共振成像等领域发挥着重要的作用。
在光学领域，超导材料也有着诸多应用。
光缆中的信号传输存在着信号衰减的问题，而利用超导材料来存储和传输光信号可以提高传输效率和距离。
此外，超导材料还能制造高频测量仪器和光源，这在光学通信和光学信号处理方面具有重要意义。
除了上述应用，超导材料还在科学研究中扮演着重要角色。
在物理学、化学和材料科学等领域，研究人员利用超导材料探索新的物质性质，并开展各种实验和观察。
例如，利用超导材料可以进行高能粒子探测和实验，帮助科学家更好地理解基本粒子的性质和相互作用。
尽管超导材料的研究已经取得了许多突破，但也面临着一些挑战。
首先，当前的超导材料需要在非常低的温度下才能发挥超导特性。
这限制了超导材料在实际应用中的范围。
因此，研究人员正在不断寻找更高转变温度的超导材料，以扩大其应用领域。
其次，超导材料的制备和加工技术尚不成熟，制造成本高，限制了其商业化应用。
超导材料的性质及应用
超导材料的性质及应用超导材料是指在特定条件下，电阻为零的材料。
超导材料最初在1911年被发现，这个发现被看做电子运输的一个新分支。
在那之后的一百多年中，人们对超导材料的性质和应用进行了深入的研究。
现在，超导材料的应用领域已经相当广泛，包括在军事、医学和科学领域的各种应用。
超导现象是指在超导材料的温度达到一定程度（依赖于材料）时，它的电阻几乎降到了零，并且它的电导变得很高。
这个现象似乎与材料的化学成分、结晶类型和形态有关，但研究人员对此还没有完全理解。
超导材料有很多独特的性质。
首先是它们的超导电性。
当超导材料的温度降低到超导转变温度以下，它的电阻会降到零，同时，它的电流比正常情况下传输的电流更强。
这意味着超导材料可以用来传输高电流，而且不会损失能量。
其次是超导材料的磁性。
当超导材料处于超导状态时，它可以完全吸收磁场。
这意味着超导材料可以用来制造超强的永磁体，而且它们对电磁脉冲等干扰也比较抵抗。
超导材料的磁性使得它们在医学设备、电力系统和计算机硬盘等领域得到广泛应用。
超导材料的第三个独特性质是热电子性能。
研究表明，超导材料的电子有较高的能量密度，因此可以在高速运动状态下传输和处理电子信息。
这些属性使得超导材料在高速计算和通信中得到了广泛应用。
超导材料在各种应用领域中得到了广泛应用。
医学行业利用超导磁性侦测技术来制造MRI（核磁共振）扫描仪，这些仪器能够高度诊断人体的内部结构。
除了医学领域之外，超导材料也在电力传输和计算机硬盘等领域被广泛使用。
此外，超导材料还可以在飞行器上用作裸露的导电材料，因为它们不会在高强度电磁脉冲中受到损害。
总之，超导材料的性质和应用广泛。
虽然我们对它们的工作原理尚不完全理解，但它们已经在许多领域中发挥了巨大作用。
未来，随着对这些材料研究的不断深化，我们有理由相信它们的应用会不断地得到扩展和改进。
超导材料的特性和应用
超导材料的特性和应用超导材料是一种特殊的材料，具有抗电磁干扰、低能耗、高效能等特性，因此在科学、医疗、能源等领域具有广泛的应用。
本文将从超导材料的特性和应用两个方面进行探讨。
一、超导材料的特性1. 零电阻超导材料在低温下电阻为零，这是其最显著的特征。
当其处于超导状态时，电流可以在材料中自由流动，避免能量损失，因此可以在一定程度上提高电能利用效率。
2. 磁场抗性超导材料的磁场抗性有着很强的抵抗力，可以避免电磁干扰，保障电路的稳定性。
此外，还可以制造出高强度的超导磁体，用于核磁共振成像等需要强磁场的医疗设备。
3. 超导量子干涉超导材料还可以实现量子干涉现象，即量子态之间的干涉效应。
这种效应可以用于实现超导量子比特的存储和处理，进而开拓量子计算机和量子通信领域等新的应用方向。
二、超导材料的应用1. 磁共振成像磁共振成像是医学诊断中广泛应用的一种技术，而超导材料的磁场抗性可以制造出强磁场，因此可以用于制造高强度的磁共振成像设备。
此外，超导材料还可以用于制造磁共振成像中的探头和线圈等部件，提高成像质量。
2. 超导电缆超导电缆是一种低能耗高效能的电缆，其电能传输效率可以达到99%以上。
由于超导材料的零电阻特性，可以避免能量损失和电动机震荡等现象，因此在工业、航空、交通等领域有着广泛的应用。
3. 超导磁体超导材料可以制造高强度的超导磁体，广泛应用于核磁共振成像、加速器、磁悬浮列车等领域。
其中，超导磁体用于核磁共振成像的设备，其提供的磁场是目前人类所制造的具有最高磁场强度的设备。
4. 超导量子比特超导材料的量子干涉效应可以用于实现超导量子比特的存储和处理。
量子比特是量子计算机的基本单元，具有可以并行处理、快速分解因子等传统计算机无法匹敌的特性，因此具有非常广阔的应用前景。
总之，超导材料具有抗电磁干扰、低能耗、高效能等特性，广泛应用于磁共振成像、超导电缆、超导磁体、量子计算等领域。
随着科技的进步和超导材料技术的不断发展，相信超导材料将会在更多的领域得到应用。
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超导材料的性能及应用综述班级：10粉体（2）班学号：1003012003 姓名：徐明明摘要：回顾了超导现象的发现及发展，综述了超导电性的微观机理，超导物理学研究的历史和主要成果，介绍了超导电性的几种突出的应用，并指出目前对于超导电性的认识在理论、实验、研究上都是初步的,还需要进行更多的和更深入全面的研究。
关键词:超导电性；超导应用；BCS理论；应用一、超导现象的发现及发展1908 年, 荷兰莱登实验室在卡茂林- 昂尼斯的指导下, 用液氢预冷的节流效应首次实现了氦气的液化，从而使实验温度可低到4~1K 的极低温区, 并开始在这样的低温区测量各种纯金属的电阻率。
1911 年,卡茂林- 昂尼斯[1] 发现Hg 的电阻在4. 2K 时突降到当时的仪器精度已无法测出的程度, 即Hg 在一确定的临界温度T c= 4. 15K 以下将丧失其电阻,这是人们第一次看到的超导电性。
昂尼斯也凭这一发现获得了1913 年的诺贝尔物理学奖。
后来的实验证明，电阻突变温度与汞的纯度无关，只是汞越纯，突变越尖锐。
随后,人们在Pb及其它材料中也发现这种特性:在满足临界条件(临界温度Tc、临界电流Ic、临界磁场 Hc)时物质的电阻突然消失,这种现象称为超导电性的零电阻现象。
应该指出,只是在直流电情况下才有零电阻现象。
从此，诞生了一门新兴的学科——超导。
一直到20世纪50年代,超导只是作为探索自然界存在的现象和规律在研究, 1957年Bardeen、Cooper和Schrieffer[2]提出了著名的BCS理论,揭示了漫长时期不清楚的超导起因。
1961年Kunzler将Nb3Sn制成高场磁体,开辟了超导在强电中的应用,特别是1962 年Josephson效应的出现,将超导应用推广到一个崭新的领域。
到20世纪70年代超导在电力工业和微弱信号检测应用方面的进展显示了它无比的优越性,但由于临界温度低,必须使用液氦,这就极大地限制了它的优越性。
超导材料的特性和应用领域
超导材料的特性和应用领域超导是一种特殊的物理现象，当某些材料降至极低温度时，它们会失去电阻并成为超导体。
自从这种现象被发现以来，科学家们一直在寻找并研究超导材料的特性和应用。
在最近几十年的发展中，超导材料已经被广泛应用在医疗设备、磁共振成像、高能粒子加速器、磁悬浮列车等诸多领域。
本文将从超导材料的特性和应用领域两个角度来介绍超导材料。
一、超导材料的特性超导材料的主要特性是失去电阻。
也就是说，当温度达到一定程度时，电流可以在这些材料中无阻力地流动。
超导材料还表现出“迈斯纳效应”，即在这些材料中电场强度很大时，超导材料的电阻并没有明显的急剧变化。
这个效应被广泛运用于对超导材料的研究。
超导材料的另一个特性是磁通量量子化现象。
当超导材料中流动的磁通量达到一定的量子限，磁通量将停止进一步的积累，也就是说，磁通量被限制在某一特定的数量水平上。
这个特性被应用于超导电感，电磁波滤波器以及电压标准等领域。
超导材料还有一个很重要的特性是它们的电流密度能够非常高。
这意味着，在一定的介质中，超导材料可以处理非常高强度的电流，这个特性被广泛应用于大型电流实验和高功率电器中。
二、超导材料的应用领域1. 医疗设备超导医疗设备是一个广泛应用超导材料的领域。
磁共振成像仪（MRI）和超导量子干涉仪（SQUID）是用于诊断疾病和研究大脑和神经系统的最常见的两种超导医疗设备。
MRI是一种利用磁场和无线电波来形成身体内部图像的医学成像技术。
目前，MRI 已经成为临床医学中最常用的成像方式之一。
SQUID是一种高灵敏度的磁场传感器，用于检测心脏和神经系统的电活动。
2. 磁共振成像超导材料在磁共振成像中的应用尤其突出。
MRI技术使用了超导磁体，它可以产生非常强的磁场，从而产生可靠的图像。
超导材料的磁场可以达到16特斯拉或更高，而普通的电磁磁体只能达到2特斯拉。
这种高强度的磁场为疾病的早期诊断提供了很多帮助，例如肝癌、乳腺癌等疾病的早期发现。
超导材料的性质和应用前景
超导材料的性质和应用前景超导材料，简单来说就是电流可以在其内部无阻力地流动的材料，是当今材料科学领域的重要研究方向之一。
超导材料的性质超导材料最显著的特性就是超导。
通常情况下，电流在导体内的传递都会受到阻碍，这种阻碍会导致电能转化成热能而浪费。
但是，如果材料的温度降到了超导临界温度以下，相应的电流就会在材料内部自由地流动，不发生能量损耗。
这种超导效应不仅仅适用于电流，也适用于磁场。
超导材料在低温条件下可以完全抵御外部磁场的干扰，并展现出很强的磁体性能，压缩的磁能也能转化成有用的电能。
据了解，一些现代高能物理实验和医疗治疗设备就是基于超导磁体实现的。
此外，超导材料还具有强电性能和高能简易性能。
强电性能指的是超导材料容易受到外界电压的影响，能产生信号放大、强电流传输等效应。
这使得超导材料不仅在科学实验、量子计算等领域有应用，还在通信、信息技术可以被广泛应用。
高能简易性指的是，采用超导材料可以降低设备耗能，提高设备效率，既方便又节省成本。
这使超导材料在风力、太阳能、乃至核能领域都有广泛的应用前景。
此外，超导材料在航空航天、交通运输等领域也有广泛的应用。
效率高，能耗低，对全球环境有很大贡献。
超导材料的应用前景超导材料的应用，可以分成两大类：超导电力技术和超导磁体技术。
超导电力技术应用最为广泛，主要包括电力输送、存储、分配等方面。
由于超导材料有着强大的开关能力和对电流的承载能力，它可以在电力输送过程中节省电能的损失。
事实上，由于电阻的存在，传统的输电方法已经造成了大量的能源浪费，而超导材料可以完全解决这个问题，并出现所谓的“输电距离无限制”。
另外，在储存大量电量方面，超导材料也有广泛的应用。
加利福尼亚州的硅谷高科技公园和英国的国家历史博物馆都使用了超导式电容储存器技术，因其功率密度和能量密度高，而成为了当今最先进的储存能源技术之一。
超导磁体技术是超导材料的另一重要应用之一。
超导磁体技术可以用于各种领域，包括医疗、交通、能源等等。
超导材料的特性与应用
超导材料的特性与应用超导材料是一种很特殊的材料，它具有非常强大的导电性能和磁性能。
自从超导材料被发现以来，一直是材料科学领域中的一个热门话题。
在过去的几十年中，超导材料被广泛研究和应用于各个领域，例如能源、医疗、电子、交通等等。
本文将探讨超导材料的特性与应用。
一、超导材料的特性超导材料是当温度降到一定的程度时（通常在低于室温下的几十度到几百度之间），电阻会变成零，从而正常电流会不受阻碍地流过。
这是因为超导材料内部的电子形成了一种特殊的电磁场，这种电磁场将原子和电子束缚在一起，导致电子流的无阻碍运动。
超导材料通常分为两类： Type I 和 Type II。
Type I超导材料是指当它们的温度降到超导温度以下时，它们会完全超导并驱使外磁场完全消失。
Type II超导材料是指在它们的临界温度以下，它们仅在特定磁场下超导。
当磁场超过某个阈值后，Type II超导材料仍然有一定的电阻，但它们的电阻非常小，甚至可以忽略。
鉴于超导材料的这种特殊性质，科学家们广泛研究超导现象的本质，以便发现新的超导材料，并将其应用于更多的领域。
二、超导材料的应用2.1 能源超导材料是发电机和电缆的重要组成部分，它们可以传输更大容量的电力，降低能量传输成本，并提高电力传输效率。
由于超导材料没有电阻，所以在输送大功率电能的过程中，它不会产生热量和电能损失。
此外，超导材料还可以应用于磁约束聚变，这是一种基于核融合的能源生产方式。
磁约束聚变要求高温、高密度的等离子体，而超导材料更适合制造超导磁体，以便产生和维持这样的等离子体。
2.2 医疗超导材料的应用还涉及医疗方面。
例如，MRI（核磁共振成像）是常见的医学诊断工具，它需要使用超导磁体产生极强的磁场来检查人体内部组织和器官。
超导材料可以制造宽大而高度均匀的磁体，这使得MRI诊断更准确。
2.3 电子超导材料还可以用于电子制造。
例如，超导电路是一种重要的电子器件，可以用于制造极低噪声的微波接收器、模拟计算器和快速数字逻辑电路等。
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超导材料的性能及应用综述班级：10粉体（2）班学号：1003012003 姓名：徐明明摘要：回顾了超导现象的发现及发展，综述了超导电性的微观机理，超导物理学研究的历史和主要成果，介绍了超导电性的几种突出的应用，并指出目前对于超导电性的认识在理论、实验、研究上都是初步的 ,还需要进行更多的和更深入全面的研究。
关键词:超导电性；超导应用；BCS理论；应用一、超导现象的发现及发展1908 年, 荷兰莱登实验室在卡茂林- 昂尼斯的指导下, 用液氢预冷的节流效应首次实现了氦气的液化，从而使实验温度可低到4~1K 的极低温区, 并开始在这样的低温区测量各种纯金属的电阻率。
1911 年,卡茂林- 昂尼斯[1] 发现Hg 的电阻在4. 2K 时突降到当时的仪器精度已无法测出的程度, 即Hg 在一确定的临界温度T c= 4. 15K 以下将丧失其电阻,这是人们第一次看到的超导电性。
昂尼斯也凭这一发现获得了1913 年的诺贝尔物理学奖。
后来的实验证明，电阻突变温度与汞的纯度无关，只是汞越纯，突变越尖锐。
随后,人们在Pb及其它材料中也发现这种特性:在满足临界条件(临界温度 Tc、临界电流 Ic、临界磁场 Hc)时物质的电阻突然消失,这种现象称为超导电性的零电阻现象。
应该指出,只是在直流电情况下才有零电阻现象。
从此，诞生了一门新兴的学科——超导。
一直到20世纪50年代,超导只是作为探索自然界存在的现象和规律在研究,1957年Bardeen、Cooper和Schrieffer[2]提出了著名的BCS理论,揭示了漫长时期不清楚的超导起因。
1961年Kunzler将Nb3Sn制成高场磁体,开辟了超导在强电中的应用,特别是 1962 年Josephson效应的出现,将超导应用推广到一个崭新的领域。
到20世纪70年代超导在电力工业和微弱信号检测应用方面的进展显示了它无比的优越性,但由于临界温度低,必须使用液氦,这就极大地限制了它的优越性。
从20世纪70年代起人们就将注意力转向寻找高温超导体上,在周期表上排列、组合成各种二元、三元合金或化合物,但进展一直不大,人们又去找四元化合物,仍无成效,1973年找到的最高临界温度是23.2K的Nb3Ge薄膜。
直到1986年4月当瑞士苏黎世的 IBM研究室的学者Bednorz和 Muller[3]报道了La- Ba- Cu- O体系的超导转变温度为36K时,人们是多么的激动,从而在世界范围内掀起了研究、探索高温超导材料的热潮。
最引人注目的突破性进展是几个系列高温超导氧化物的相继问世。
1987年初,美国的朱经武等[3]和中科院物理所的赵忠贤等[4]分别独立地发现了Tc超过90K的 Y-Ba- Cu- O超导体,这是第一个液氮温区超导体,实现了Tc超出液氮沸点的重要突破。
1988 年又发现了更高 Tc的两个系列超导氧化物:110K的Bi- Sr- Ca- Cu- O[5]和125K的 Tl- Ba- Ca- Cu- O[6]系统,随后,Hg- Ba- Ca-Cu- O[8]等高温超导材料相继问世,。
1993年12月法国国家科研中心宣布也是在HgBaCaCuO体系中(估计是1234或1245结构)出现了 - 43℃～ - 3℃的超导现象,如果这一结果得到其他实验室的独立证实,那将是一种非常接近室温超导的材料。
2000 年,Schoen等人[7]报道采用在场效应晶体管结构下通过栅极诱导的空穴掺杂使 C60的空穴密度显著增大,从而在很宽的空穴密度范围内观察到超导电性。
2001 年 1 月,Nagamatsu等人[8]报道发现了一种新的超导材料 MgB2。
它是简单的二元金属化合物, Tc=39K左右。
在非铜氧化物和没有C60基的超导材料中,其 Tc已相当高,并且制作方法简单,因此在全世界范围内掀起了对其基础性质和实际应用进行研究的极大兴趣。
二、超导电性的本质自1911年发现超导电性开始，人们一直在努力探索产生超导电性本质。
大量实验表明,超导电性是由于电子气的行为发生了某种深刻变化引起的,特点是无阻地运动,电子气处在这种高度有序的状态意味着电子之间的相互作用是吸引的。
1957 年, Bardeen、Cooper 和Schrieffer三人提出了一种完整的超导微观理论,简称为BCS理论。
BCS理论是第一个成功的微观理论,它很好地解释了大多数金属元素的超导电性的起因及其重要性质,由它预言的结果与实验很好地符合。
BCS理论认为:超导体中的传导电流的超导电子是结合成对的,叫Cooper对。
Cooper对不能互相独立地运动,而只能以关联的形式作集体运动。
当某一电子对受到扰动,就要涉及到这个电子对所在空间范围内的所有其它电子对。
这个范围内的所有 Cooper对,在动量上彼此关联成为有序的集体,因此超导电子对在运动时,就不像其它正常电子那样,被晶体缺陷和振动散射产生电阻,从而呈现零电阻现象。
同时还能抗拒外来磁场的进入而导致Meissner效应。
BCS 理论可以解释常规超导体中的超导持续电流、迈斯纳效应和比热容的反常变化等一系列超导现象, 习惯上人们又将常规超导体称为BCS 超导体。
三、超导电性的应用1、超导磁场净化用超导强磁场除去水中的重金属，悬浮物和某些微生物，从而使被污染的河流和湖泊得到净化。
为了使瓷器更洁白漂亮，也可用超导体制成高梯度强磁场除去高岭上土中的金属磁性杂质。
2、超导技术在军事上主要体现在:①超导计算机:超导计算机应用于C3I 指挥系统,可使作战指挥能力迅速改善提高;②超导探测器:利用超导器件对磁场和电磁辐射进行测量,灵敏度非常高,可用于探测地雷、潜艇,还可制成十分敏感的磁性水雷。
超导红外毫米波探测器不仅灵敏度高,而且频带宽,探测范围可覆盖整个电磁频谱,填补现有探测器不能探测亚毫米波段信号的空白。
利用超导器件制造的大型红外焦平面阵列探测器,可以探测隐身武器,将大大提高军事侦察能力。
③大功率发动机:这种发动机具有能量大、损耗小、重量轻、体积小等优点,可用作飞机、舰艇等的动力装置。
④超导储能系统:利用超导材料的高载流和零电阻特性,可制成体积小、重量轻、容量大的储能系统,用作粒子束武器、自由电子激光器、电磁炮的能源。
⑤超导磁流体推进系统,为水面舰艇和潜艇提供动力。
3、超导电子器件利用超导隧道效应可制成各种电子器件和电路。
特别是在精密测量，电压标准监视，微波和远红外应用以及超导电子计算机的逻辑存贮电路方面，超导器件将产生巨大的影响。
目前在电子学技术中，利用超导的高频讯号特性可作为微波通讯中的混频器件。
在电子计算机中，由于超导电子器件的超灵敏度，超高精度，超快速和低功耗。
能使电子计算机运算速度比现在的速度提高几十倍，而且功耗大大降低，体积也大大减少。
又如超导量子干涉器件(简称SQUID)是一种高灵敏度的传感器。
用它可以测出人心脏或人脑中所发出的磁讯号。
在军事方面，它可以探测出潜艇在海底时引起的地磁变化。
4、抗磁性应用超导材料的另一重要特征是具有完全的抗磁性。
若把超导材料放在一块永久磁体之上,由于磁体的磁力不能穿过超导体,磁体和超导体之间就会产生斥力,使超导体悬浮在磁体上方。
超导磁悬浮列车利用超导磁石使车体上浮,通过周期性地变换磁极方向而获得推进动力。
日本于1977 年制成了ML500 型超导磁浮列车的实验车,1979 年12 月达到了每小时517 公里的高速度,证明了用磁悬浮方式高速行驶的可能性。
1987 年3 月,日本完成了超导体磁悬浮列车的原型车,其外形呈流线形,车重17 吨,可载44 人,最高时速为420 千米。
车上装备的超导体电磁铁所产生的电磁力与地面槽形导轨上的线圈所产生的电磁力互相排斥,从而使车体上浮。
槽形导轨两侧的线圈与车上电磁铁之间相互作用,从而产生牵引力使车体一边悬浮一边前进。
我国从70年代开始进行磁悬浮列车的研制,首台小型磁悬浮原理样车在1989 年春“浮”起来了。
1995 年5 月,我国第一台载人磁悬浮列车在轨道上空平稳地运行起来。
这台磁悬浮列车长3. 36 米,宽3 米,轨距2 米,可乘坐20 人,设计时速500 千米。
1996 年7 月,国防科技大学紧跟世界磁悬浮列车技术的最新进展,成功地进行了各电磁铁运动解耦的独立转向架模块的试验。
目前,美国正在研制地下真空磁悬浮超音速列车。
这种神奇的“行星列车”设计最高时速为2. 25 万千米,是音速的20 多倍。
它横穿美国大陆只需21 分钟,而喷气式客机则需5 小时。
高超导在运载上的其他应用可能还有用作轮船动力的超导电机、电磁空间发射工具及飞机悬浮跑道等。
利用超导体产生的巨大磁场,还可应用于受控制热核反应。
核聚变反应时,内部温度高达1 亿～2 亿℃,没有任何常规材料可以包容这些物质。
而超导体产生的强磁场可以作为“磁封闭体”,将热核反应堆中的超高温等离子体包围、约束起来,然后慢慢释放,从而使受控核聚变能源成为21 世纪前景广阔的新能源。
四、总结及展望超导材料是不仅是过去，现在的研究热点，也必将是将来的研究热点。
对于超导材料的结构，组成的研究，有助于找到具有比较高的临界温度Jc的超导材料，对于不同超导材料性能的研究，有利于研究出更适合人们使用的器件。
超导材料在将来必将深刻影响科学发展和人们的生活，各种各样超导电器件的应用，必将使得人们的生活得以改善。
超导材料的应用不仅能提高工作效率，在现在这个能源越来越紧缺的时代，超导材料也必然能使我们的资源得到大大节约，继而也将减少大量的污染。
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