超导材料及应用
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。
超导体的优点及应用
超导体的优点及应用超导体是一种在低温下能够表现出电阻为零的材料，具有许多优点和广泛的应用。
以下是对超导体的优点及应用的详细介绍：1.电阻为零：超导体在零下临界温度以下，电流通过时，能够表现出电阻为零的特性。
这意味着超导体可以传输电流而不会产生能量损失，节约能源损耗。
2.高电流密度：超导体在零阻态下可以传输高电流密度，大大优于传统金属导体。
这使得超导体在电力传输和能源存储方面具有重要应用。
3.强磁性：超导体在零阻态下能够承受很高的磁场，是最强大的永磁体。
利用超导体制成的超导磁体可以产生极高的磁场，用于医学成像、核磁共振等领域。
4.高频性能优良：超导体的高频性能优于传统材料，使其广泛应用于通信领域和微波器件。
5.高灵敏度：超导器件对外界的微小变化非常敏感，可以用于高灵敏度测量和传感器。
超导体的应用：1.能源传输：利用超导体的零电阻特性，可以大大减少电能转换的损耗。
超导电缆可以传输大量的电流，并且不会产生热量损耗，可用于高能粒子加速器、电力输电等领域。
2.能源存储：超导磁体可以用于能量的储存和释放。
储能装置利用超导体的零电阻特性和高电流密度，将能量存储在超导线圈中，并在需要时释放出来，用于调节电网稳定性和峰谷平衡。
3.磁共振成像：超导磁体可以产生非常强的恒定磁场，用于核磁共振成像（M R I）、磁共振成像（M R S）和核磁共振光谱仪（N M R）。
这些技术在医学诊断和科学研究中被广泛应用。
4.磁悬浮交通：超导体的磁场排斥性质可以应用于磁悬浮交通系统中，实现无摩擦悬浮、高速运输。
磁悬浮技术已经在一些城市的高铁项目中得到了应用。
5.加速器和粒子物理研究：超导磁体通常用于粒子加速器，用来产生强大的磁场，加速粒子以进行研究。
这是现代粒子物理学研究中必不可少的工具。
6.通信和微波器件：超导体的高频性能优良，用于制造微波滤波器、功率放大器等通信器件。
7.科学研究：超导体的独特性质使其成为科学研究中的重要工具。
例如，在凝聚态物理、超导物理、低温物理等领域中，用超导体来研究新的物理现象和性质。
超导技术及其应用
日本的超导磁悬浮列车
总结词
高速、环保、节能
详细描述
日本的超导磁悬浮列车是世界上最快的地面交通工具之一，它利用超导磁悬浮技术，实现了列车的高速运行，同 时具有环保、节能的优点。
核磁共振成像仪（MRI）
总结词
医学诊断、无创检测
详细描述
核磁共振成像仪是一种利用超导磁场的医学检测设备，可以对人体进行无创、无痛、无辐射的检测， 为医学诊断提供了重要的技术支持。
04
超导技术的挑战与前景
超导技术的挑战
温度限制
01
超导材料需要在极低的温度下才能表现出超导性，这增加了技
术实现的难度和成本。
稳定性问题
02
超导材料在失去超导状态时会产生巨大的能量损失，如何保持
超导状态的稳定性是亟待解决的问题。
磁场限制
03
超导材料在强磁场下会失去超导性，限制了其在高磁场环境中
的应用。
超导量子计算机
总结词
计算能力、量子计算
详细描述
超导量子计算机是一种利用超导材料和超导线圈实现的量子 计算机，具有强大的计算能力和高度的可扩展性，是当前量 子计算领域的研究热点之一。
高温超导电缆
总结词
高效、节能、环保
详细描述
高温超导电缆是一种利用高温超导材 料传输电能的电缆，具有高效、节能、 环保等优点，可以降低能源损耗和减 少对环境的影响。
生物磁场测量
超导量子干涉器件（SQUID）可以灵敏地测量生物体的微弱磁场，用于生物磁 场测量和神经科学研究。
电子学与量子计算
超导电路
利用超导材料和电路制作的微波器件具有高性能和高稳定性，是现代电子学的重 要分支。
量子计算
超导量子比特是量子计算领域的重要研究方向，利用超导材料和结构实现可扩展 的量子计算。
超导材料应用和未来发展
超导材料应用和未来发展超导材料是一类在低温下表现出无电阻的特殊材料。
自从超导现象首次被发现以来，人们对超导材料的研究和应用一直不断发展，并取得了许多重要的成果。
超导材料在能源、医学、通信和传输等领域有着广泛的应用前景。
本文将介绍超导材料的应用和未来发展趋势。
一、能源领域应用超导材料在能源领域的应用主要包括高效能量传输和储存。
由于超导材料的零电阻特性，电流可以以极高的密度通过超导体，从而实现高效的能量传输。
目前，超导电缆已经被广泛用于电力系统的输电和配电，大大提高了能源的传输效率。
此外，超导磁体也广泛应用于核磁共振成像（MRI）和磁约束聚变等设备中，提供了高磁场和高精度的磁场，有助于提高设备的性能和精度。
二、医学领域应用超导材料在医学领域的应用主要体现在核磁共振成像（MRI）技术中。
MRI技术是一种无创的、无辐射的医学成像技术，能够对人体内部的结构和功能进行准确的检测。
超导磁体作为MRI设备的核心部件，能够提供强大的磁场，使得医生可以更精确地观察患者的内部组织和器官，有助于提高疾病的诊断和治疗效果。
随着超导材料的不断进步和发展，MRI设备的分辨率和灵敏度不断提高，有望推动医学诊断领域的进一步发展。
三、通信与传输领域应用超导材料在通信和传输领域的应用主要体现在微波器件和超导滤波器上。
超导微波器件具有低噪声、高灵敏度和宽带特性，被广泛应用于卫星通信、雷达系统等领域。
超导滤波器则具有高度的选择性和低损耗，可以有效地滤除传输信号中的杂散干扰和噪声，提高通信信号的质量。
这对于如今日益拥挤的通信频段和广泛的通信网络来说，非常重要。
四、超导材料的未来发展虽然超导材料已经在几个领域取得了重要的应用，但它仍然面临一些挑战。
首先，超导材料的制备成本较高，限制了其大规模应用。
其次，超导材料需要极低的温度才能发挥超导性能，这也限制了其在某些领域的应用。
因此，未来的研究应该集中在开发制备更便宜、易操作且在较高温度下表现出超导性能的材料。
超导材料用途
超导材料用途
超导材料是一种特殊的材料，具有零电阻和完美的磁场屏蔽性能。
这种材料在许多领域都有广泛的应用，包括能源、医疗、交通、通信等。
下面我们来看看超导材料的具体用途。
1. 能源
超导材料在能源领域的应用主要是用于制造超导电缆和超导磁体。
超导电缆可以将电能输送到更远的地方，减少能源损失，提高能源利用率。
超导磁体可以用于制造核磁共振仪、磁悬浮列车等设备，提高能源利用效率。
2. 医疗
超导材料在医疗领域的应用主要是用于制造核磁共振仪。
核磁共振仪是一种非常重要的医疗设备，可以用于诊断和治疗多种疾病，如肿瘤、心脏病等。
超导材料可以制造高强度的磁体，提高核磁共振仪的分辨率和灵敏度。
3. 交通
超导材料在交通领域的应用主要是用于制造磁悬浮列车。
磁悬浮列车是一种高速、低噪音、低能耗的交通工具，可以大大缩短城市之间的距离，提高交通效率。
超导材料可以制造高强度的磁体，提高磁悬浮列车的速度和稳定性。
4. 通信
超导材料在通信领域的应用主要是用于制造微波滤波器和天线。
微波滤波器可以用于过滤无线电信号，提高通信质量。
超导材料可以制造高品质的微波滤波器，提高通信效率。
天线是无线通信的重要组成部分，超导材料可以制造高效的天线，提高通信距离和速度。
超导材料在许多领域都有广泛的应用，可以提高能源利用效率、医疗诊断效果、交通效率和通信质量。
随着科技的不断发展，超导材料的应用前景将会越来越广阔。
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。
超导材料的研究与应用
超导材料的研究与应用超导材料是指在低温条件下表现出电阻为零的物质，具有极高的电导率和磁通排斥性能。
超导材料的研究和应用一直是物理学和材料科学的热点领域之一。
本文将介绍超导材料的基本原理、研究方法和应用情况。
一、超导材料的基本原理超导材料的基本原理可从两个方面来解释，即电子配对和电子与晶格的相互作用。
首先是电子配对。
根据国际能源机构的定义，超导性是指在临界温度以下，电子能够按照某种机制形成电子对。
这些电子对中的电子以库珀对的方式配对，通过与晶格的振动相互作用来克服库伦排斥力，从而实现电子的整体流动，即形成超导态。
其次是电子与晶格的相互作用。
晶格振动通过电子与晶格的相互作用来提供电子之间的吸引力。
当温度降低时，晶格振动减小，电子与晶格的相互作用增强，从而促进电子配对的形成。
二、超导材料的研究方法在超导材料的研究过程中，科学家采用了多种方法和技术来进行实验和分析。
以下是一些常用的研究方法：1. 磁化率测量：通过测量材料的磁化率，可以确定其超导转变温度。
当温度低于临界温度，材料的磁化率会显著变化。
2. 电阻测量：电阻是判断材料是否超导的重要参数。
通过测量材料的电阻随温度的变化情况，可以确定超导转变温度和超导态的性质。
3. X射线衍射：通过研究超导材料的晶体结构，可以了解其晶格的变化和电子与晶格的相互作用。
4. 超导磁体实验：利用超导材料的超导性能可以制造强磁场。
科学家可以设计和制造超导磁体，并通过对其性能的研究来探索超导材料的物理性质。
三、超导材料的应用超导材料在多个领域都有广泛的应用，下面列举一些常见的应用：1. 超导电缆和输电线：利用超导材料的低电阻特性，可以生产高能效的输电线路和电缆，减少能源传输过程中的能量损耗。
2. 储能技术：超导材料可以用于储存和释放电能，提高能源利用效率。
超导磁能储存技术可以实现大规模储能，用于平衡电网的负荷变化。
3. 磁共振成像：超导材料的超导性能可以用于医学磁共振成像技术，在医学诊断中起到重要作用。
超导材料的应用举例
超导材料的应用举例
超导体的应用有：强电应用；弱电应用；抗磁性应用。
超导材料，是指具有在一定的低温条件下呈现出电阻等于零以及排斥磁力线的性质的材料。
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。
1、强电应用
超导发电机：目前，超导发电机存有两种含义。
一种含义就是将普通发电机的铜绕组改成超导体绕组，以提升电流密度和磁场强度，具备发电容量大、体积小、体积小、电抗大、效率高的优势。
2、弱电应用
超导计算机：高速计算机建议集成电路芯片上的元件和连接线密集排序，但密集排序的电路在工作时会出现大量的热，而散热器就是超大规模集成电路遭遇的难题。
3、抗磁性应用
超导磁悬浮列车：利用超导材料的抗磁性，将超导材料放到一块永久磁体的上方，由于磁体的磁力线无法沿着超导体，磁体和超导体之间可以产生排斥力，并使超导体漂浮在磁体上方。
超导体的基本特性：
1、全然导电性
完全导电性又称零电阻效应，指温度降低至某一温度以下，电阻突然消失的现象。
完全导电性适用于直流电，超导体在处于交变电流或交变磁场的情况下，会出现交流损耗，且频率越高，损耗越大。
2、全然抗磁性
完全抗磁性又称迈斯纳效应，“抗磁性”指在磁场强度低于临界值的情况下，磁力线无法穿过超导体，超导体内部磁场为零的现象，“完全”指降低温度达到超导态、施加磁场两项操作的顺序可以颠倒。
3、通量量子化
通量量子化又称约瑟夫森效应，指当两层超导体之间的绝缘层薄至原子尺寸时，电子对可以穿过绝缘层产生隧道电流的现象，即在超导体（superconductor）—绝缘体（insulator）—超导体（superconductor）结构可以产生超导电流。
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超导材料摘要：简要介绍了超导材料的发展历史、现状，对未来的超导材料的发展作了展望，并对目前超导材料的主要研制方法进行了分析。
关键词：超导体研究进展高温低温应用一前言超导材料是在低温条件下能出现超导电性的物质。
超导材料最独特的性能是电能在输送过程中几乎不会损失。
超导材料的发展经历了从低温到高温的过程，经过无数科学家的努力，超导材料的研究已经取得了巨大的发展。
近年来，随着材料科学的发展，超导材料的性能不断优化，实现超导的临界温度也越来越高。
高温超导材料的制备工艺也得到了长足的发展，一些制备高温超导材料的材料陆续被科学家发现。
现在，超导材料的研究主要集中在超导输电线缆，超导变压器等电力系统方面，还有，利用超导材料可以形成强磁场，是超导材料在磁悬浮列车的研究上有了用武之地，另外，超导材料在医学，生物学领域也取得了很大的成就。
超导材料的研究未来，超导材料的研究将会努力向实用化发展。
一旦室温超导体达到实用化、工业化，将对现代文明社会中的科学技术产生深刻的影响。
二研究现状1.超导材料的探索与发展探索新型超导材料在超导材料研究中始终起着关键的作用，同时也是一项高风险、高投入的研究工作。
自1911年荷兰物理学家卡麦林·昂尼斯发现汞在4.2K附近的超导电性以来，人们发现的新超导材料几乎遍布整个元素周期表，从轻元素硼、锂到过渡重金属铀系列等。
超导材料的最初研究多集中在元素、合金、过渡金属碳化物和氮化物等方面。
至1973年，发现了一系列A15型超导体和三元系超导体，如Nb3Sn、V3Ga、Nb3Ge，其中Nb3Ge超导体的临界转变温度(T c)值达到23.2K。
以上超导材料要用液氦做致冷剂才能呈现超导态，因而在应用上受到很大限制。
1986年，德国科学家柏诺兹和瑞士科学家穆勒发现了新的金属氧化物超导材料即钡镧铜氧化物(La-BaCuO)，其T c为35K，第一次实现了液氮温区的高温超导。
铜酸盐高温超导体的发现是超导材料研究上的一次重大突破，打开了混合金属氧化物超导体的研究方向。
1987年初，中、美科学家各自发现临界温度大于90K的YBacuO超导体，已高于液氮温度(77K)，高温超导材料研究获得重大进展。
后来法国的米切尔发现了第三类高温超导体BisrCuO，再后来又有人将Ca掺人其中，得到Bis尤aCuO超导体，首次使氧化物超导体的零电阻温度突破100K大关。
1988年，美国的荷曼和盛正直等人又发现了T1系高温超导体，将超导临界温度提高到当时公认的最高记录125K。
瑞士苏黎世的希林等发现在HgBaCaCuO超导体中，临界转变温度大约为133K，使高温超导临界温度取得新的突破。
2.超导材料的研究2.1低温超导阶段在梅斯勒发现超导体的抗磁性之后(相继有荷兰物理学家埃伦弗斯特根据有关的超导体在液氦中比热不连续现象(提出热力学中二级相变的概念)柯特和卡西米尔提出超导的二流体模型)德国物理学家F·伦敦和H·伦敦兄弟提出超导电性的电动力学唯相理论（即伦敦方程）；度海森伯根据电子间的库仑相互作用，提出了一种超导微观理论，波尔提出了另一种微观理论；前苏联物理学家阿布里科索夫提出第二类超导体的概念；巴丁/库伯和施里费提出了BCS理论，贾埃弗发现超导体中的单电子隧道效应；约毖夫森提出了约毖夫森效应等等。
1934—1985年，人们对超导体在理论上和实验上都作了广泛的研究，使超导物理学理论逐步发展，超导材料逐步应用于实际科学技术领域。
由于人们在一定条件下认识水平的局限性以及其它一些原因，直到今天，超导物理学理论尚不完善，实际应用也不广泛。
在这一阶段，人们研究的超导材料临界转变温度较低，所以，在超导史上，这一时期属于低温超导阶段。
2.2高温超导阶段目前，高温超导材料指的是：钇系(92 K)、铋系(110 K)、铊系(125 K)和汞系(135 K)以及2001年1月发现的新型超导体二硼化镁(39 K)。
其中最有实用价值的是铋系、钇系(YBCO) )。
氧化物高温超导材料是以铜氧化物为组分的具有钙钛矿层状结构的复和二硼化镁(MgB2杂物质，在正常态它们都是不良导体。
同低温超导体相比，高温超导材料具有明显的各向异性，在垂直和平行于铜氧结构层方向上的物理性质差别很大。
高温超导体属于非理想的第II类超导体。
且具有比低温超导体更高的临界磁场和临界电流，因此是更接近于实用的超导材料。
特别是在低温下的性能比传统超导体高得多。
高温超导材料已进入实用化的研究开发阶段，氧化物复合超导材料的耐用(robustness) 和稳定性已引起材料科学家的广泛重视。
由于高温超导薄膜材料较早进入电子学器件的应用领域，很多学者做了薄膜材料与环境相关的稳定性和寿命研究工作。
浸泡实验是一种常用的方法：在不同试剂 (水、酒精和丙酮等)、不同气氛(干氮、湿氮和流动氧等)中做周期循环和热时效疲劳试验。
研究表明，超导电性的退化主要来自于杂相 (第二相) 及时效过程中的析出相。
美国西北大学的Mirkin建议把在其它材料中应用已十分广泛的分子单层表面化学改性(又称“自装配，Self assembly”) 引入到高温超导铜氧化合物中来。
例如用有机物对YBCO表面进行分子单层表面改性，以此改善薄膜对环境的敏感性。
高温超导带材以铋锶钙铜氧(BSCCO/2223)系为第一代带材，它以优良的可加工性而得到了广泛的开发，并在超导强电应用领域占据重要位置。
但铋系材料的实用临界电流密度较低，并且在77 K的应用磁场也很低。
相反，YBCO材料在77 K的超导电性远优于BSCCO材料；然而它的可加工性却极差，传统的压力加工和热处理工艺难以做出超导性好的带材。
近年来随着材料科学工艺技术的发展，一种在轧制 (rolling) 金属基带上制造YBCO 超导带材的工艺受到极大重视，并被冠以“下一代”高温超导带材或“第二代”带材。
有两种基本技术方案：(1) 以美国橡树岭国家实验室 (ORNL) 为代表的一个方案，称作轧制双取向金属基带法 (RABiTS)。
会上Specht报告了基带的退火织构稳定性分析，并在1m长的取向金属基带上用激光沉积YBCO外延膜。
欧洲以德国、丹麦等为代表，努力开展高温超导材料工艺及应用研究。
丹麦的NKT已批量制造铋系超导带材。
长10m、2000 A的超导电力电缆正在研制中，下一步开发三相、50～100 m输电电缆。
西门子公司计划到2003年制成20 MVA的超导变压器。
用于电子学方面探伤的RF-SQUID及卫星通讯用高温超导滤波器也在试制之中。
2.3 高温超导材料的制备工艺为适应各种应用的要求，高温超导材料主要有：膜材(薄膜、 厚膜)、块材、线材和带材等类型。
其制备方法见表1。
2.3.1薄膜 表1 高温超导材料主要制备方法及用途高温超导体薄膜是构成高温超导电子器件的基础，制备出优质的高温超导薄膜是走向器件应用的关键。
高温超导薄膜的制备几乎都是在单晶衬底(如SrTiO 3、LaAl O 3或MgO)上进行薄膜的气相沉积或外延生长的。
经过十年的研究，高温超导薄膜的制备技术已趋于成熟，达到了实用化水平(Jc>106 Ac ·m 2-,T=77 K)。
目前，最常用、最有效的两种镀膜技术是：磁控溅射(MS)和脉冲激光沉积 (PLD)。
这两种方法各有其独到之处，磁控溅射法是适合于大面积沉积的最优生长法之一。
脉冲激光沉积法能简便地使薄膜的化学组成与靶的化学组成达到一致，并且能控制薄膜的厚度。
2.3.2厚膜高温超导体厚膜主要用于HTS 磁屏蔽、微波谐振器、天线等。
它与薄膜的区别不仅仅是 膜的厚度，还有沉积方式上的不同。
其主要不同点在以下三个方面：(1)通常，薄膜的沉积 需要使用单晶衬底；(2)沉积出的薄膜相对于衬底的晶向而言具有一定的取向度；(3)一般 薄膜的制造需要使用真空技术。
获得厚膜的方法有很多：如热解喷涂和电泳沉积等，而最常用的技术是丝网印刷和刮浆法，这两种方法在电子工业中得到了广泛的应用。
2.3.3线材、带材超导材料在强电上的应用，要求高温超导体必须被加工成包含有超导体和一种普通金属的复合多丝线材或带材。
但陶瓷高温超导体本身是很脆的，因此不能被拉制成细的线材。
在众多的超导陶瓷线材的制备方法中，铋系陶瓷粉体银套管轧制法(Ag PIT)是最成熟并且比较理想的方法。
而压制出铋系带材的临界电流密度比通过滚轧技术制备出带材的临界电流密度要高得多。
2.3.4 块材最初的氧化物超导体都是用固相法或化学法制得粉末，然后用机械压块和烧结等通常的粉末冶金工艺获得块材，制备方法比较简单。
但T c 达到了一定的高度，而载流能力J c 太低，则不能满足应用的要求， 因此必须要提高其临界电流密度。
经过多年的研究，采用定 向凝固技术制备出的无大角度晶界的YBa 2Cu 3O x -7块材，其J c 值可达105A ·m 2- (77 K)。
2.4超导材料在电力系统中的应用随着经济建设的发展，电能需求迅速增加，电力系统的规模也越来越大，形成了联合电力系统。
目前我国最大的电力系统容量已超过了10000 Mw ，最高输电电压为500 kV ，大发电设备容量超过600Mw ，发电量和装机容量均已位居世界第二。
全国己形成五个跨省电网，五个独立省网和一个南方联营电网，不久将建成以三峡电网为中心的全国性电力系统。
采用联合电力系统有很多优点，如可以利用各地负荷的互补性减少系统总的装机容量；合理利用资源，实现经济运行；利于安装大容量机组，提高劳动生产率；减少备用容量等等。
然而并网联合经营也带来了一些问题，如电力系统结构变得复杂，运行难度增大。
2003年8月14日美国东北部地区的大面积停电，对现代电力系统的安全运行提出了警示，必须采取有效措施保证电网安全和经济运行。
美国能源部认为：超导电力技术是21世纪电力工业唯一的高技术储备。
根据国际超导科技界和相关产业部门的预测：10年以后，全球超导产业将达到260亿美元。
因此，超导技术被认为是2l世纪具有战略意义的高新技术。
在电力系统中采用超导技术可提高单机容量和增加电网的输送容量、降低传输损耗、提高系统运行的稳定性和可靠性、改善电能质量、降低电网的占地面积和电网的造价及改造成本，并使超大规模电网的实现成为可能∽J。
不仅如此，通过大容量的超导输电系统，可将排污的发电厂建在煤矿和油田附近，或将核电站建在比较偏远的地区，从而改善人类生存环境的质量。
通过超导储能，还可大大改善可再生能源的电能质量，并使其与大电网有效地联结。
因此，加强对超导电缆、超导故障电流限制器、超导储能器、超导变压器、超导发电机和超导电动机等超导技术的研究，将会极大地推动电力科技的发展，将电力科技的发展带入一个崭新的阶段。
目前，超导电缆、超导故障电流限制器、超导储能器和超导变压器已发展或接近到工程实用阶段，超导发电机和超导电动机的研制也取得了重大进展。