超导
超导现象的基本原理和应用
超导现象的基本原理和应用超导是指一种物质在低温下失去电阻，电流可以在其中流动而不损失能量的现象。
这个现象被第一次成功实现是在1911年，由荷兰物理学家海斯廷斯在实验室中发现的。
随着科学技术的进展，超导的应用范围也在不断扩大。
本文将从超导现象的基本原理、超导材料的分类、超导应用等方面进行介绍。
一、超导现象的基本原理超导现象的基本原理是要把材料的温度降到零下273摄氏度（即绝对零度），此时材料中的行动能降低到最小状态，使得材料中的原子做到互相不挣扎，从而形成了一个特殊的电子配对状态，天然的电子之间互补，利用量子漩涡来形成电阻为零的电流通道。
所谓电子配对，指的是在材料中的两个电子，会形成一个拥有相反自旋的电子配对，而这个电子配对只有在极低温度下才能成功形成，才能进入到超导状态。
二、超导材料的分类目前，超导材料可分为 Type I 和 Type II 两大类，它们的区别在于超导状态的形成方式不同。
Type I 材料在极低温度下发生电子配对，使电子行动在材料内部变得凝重而不轻松，所以它们的穿透磁场能力相对较弱。
通俗的说，当外加磁场和 Type I 材料中的超导电流相互作用时，材料会失去超导状态，因为它无法忍受太高强度的外界磁场。
Type I 材料比如铅，因为它们相对于 Type II 材料更易于处理，所以在一般实际应用中，Type I 材料较为常见。
Type II 材料中的电流分布比 Type I 材料中要更加复杂，所以这类材料可以承受更高的磁场强度，这种性质使这类超导材料在一些特定应用领域中有着更广泛的应用，比如复杂的磁共振成像。
三、超导应用超导技术已经在许多领域有着广泛的应用，比如医学、能源、交通、测量等。
超导技术在医学图像方面有着重大的发展，磁共振成像的发明是基于超导原理的。
磁共振成像是一种基于高能磁场和电磁波的成像技术，其灵敏度和分辨率极高，适合于对人体内部进行高精度的成像。
此外，超导材料还被应用于核磁共振机的制造中。
超导失超(1)
幼儿园小班剪指甲教案一、背景简介幼儿园小班阶段，孩子的个人卫生意识开始逐渐形成，其中对于指甲的剪修也逐渐成为必修课。
事实上，经过许多研究发现，孩子在剪指甲的过程中，可以促进他们手部协调能力和注意力的提升。
二、教学目标1.学生能够正确理解指甲剪修的重要性及目的。
2.学生能够正确掌握指甲修剪的时机和方法。
3.提高学生手部协调能力和注意力。
三、教学内容1.视频演示和讲解通过一段简单易懂的剪指甲视频，向学生介绍指甲剪修的重要性和注意事项，例如洗手、剪修时机等。
2.实地观察老师向学生展示一些手部协调训练的道具，并向学生讲解这些道具的使用及使用方法，例如小钳子、小剪刀等。
3.操作演示老师对学生展示如何剪指甲的方法，并讲解正确的操作方法，如剪修时机、剪修角度、剪修方向等，并让学生逐个操作。
同时，老师还要对学生的操作进行认真的纠正和指导，确保学生掌握正确的剪修技巧。
4.实操练习让学生在实地操作中练习指甲的剪修，老师在一旁指导和监督学生的操作，提高学生的注意力和手部协调能力。
四、教学步骤1.准备道具老师要提前准备好需要的剪刀、小钳子、指甲锉等道具。
2.讲解和演示通过观看视频和老师的演示，让学生了解指甲的剪修重要性和基本方法。
3.实地观察老师向学生展示各种手部协调训练道具，让学生实地了解和感受这些道具的使用过程。
4.操作演示老师在黑板上或者屏幕上展示正确的指甲剪修操作方法，并让学生模仿进行练习。
5.实操练习学生在实地操作中练习指甲的剪修，老师在一旁指导和监督学生的操作，时间一般不超过15分钟。
6.总结和反馈结束实操练习后，让学生回答一些问题或总结一下本次实践中的收获，并给与必要的指导和反馈。
五、教学评估以小班学生为例，在实践环节中进行教师对学生的实时教学评估，主要考察学生的注意力和手部协调能力是否得到改善。
六、教学实施的注意事项1.教室环境要干净卫生，确保道具的安全和清洁消毒。
2.学生的指甲修剪器材要有所区分，同学之间不要共用。
超导材料有哪些
超导材料有哪些
超导材料是一种在低温下能够表现出完全零电阻和完全抗磁性的材料。
自从超
导现象首次被发现以来，科学家们一直在努力寻找新的超导材料，并不断探索其在能源、电子学和医学领域的应用。
那么，超导材料究竟有哪些呢？本文将对目前已知的超导材料进行介绍。
首先，最经典的超导材料莫过于铅和汞。
这两种金属在低温下能够表现出完全
的超导性，是最早被人们发现的超导材料。
然而，由于其需要极低的工作温度，因此在实际应用中受到了一定的限制。
随着科学技术的不断进步，人们发现了一系列复合超导体，其中最著名的要数YBCO和BSCCO。
这两种复合超导体在液氮温度下即可表现出超导性，因此在实
际应用中具有更大的潜力。
YBCO和BSCCO的发现，为超导材料的应用带来了新
的希望。
除了金属和复合超导体，还有一类新型的超导材料被人们所关注，那就是铁基
超导体。
铁基超导体因其晶格结构与高温超导性的关系而备受关注，其超导转变温度较高，因此在实际应用中具有很大的潜力。
此外，还有一些其他的超导材料，如镁二硼化镁、铜氧化物等，这些材料因其
特殊的晶格结构和电子态而表现出超导性。
虽然这些材料在实际应用中面临一些挑战，但它们的发现为超导材料的研究开辟了新的方向。
总的来说，超导材料种类繁多，包括金属、复合超导体、铁基超导体等。
每一
种超导材料都有其独特的性质和潜在的应用价值，因此对超导材料的研究仍然具有重要意义。
未来，随着科学技术的不断进步，相信会有更多新型的超导材料被发现，为人类社会带来更多的惊喜和改变。
超导现象的基本特征
超导体（英文名：superconductor），又称为超导材料，指在某一温度下，电阻为零的导体。
在实验中，若导体电阻的测量值低于10-25Ω，可以认为电阻为零。
超导体不仅具有零电阻的特性，另一个重要特征是完全抗磁性。
基本特性超导体具有三个基本特性：完全电导性、完全抗磁性、通量量子化。
完全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。
交流损耗是超导体实际应用中需要解决的一个重要问题，在宏观上，交流损耗由超导材料内部产生的感应电场与感生电流密度不同引起；在微观上，交流损耗由量子化磁通线粘滞运动引起。
交流损耗是表征超导材料性能的一个重要参数，如果交流损耗能够降低，则可以降低超导装置的制冷费用，提高运行的稳定性。
完全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。
完全抗磁性的原因是，超导体表面能够产生一个无损耗的抗磁超导电流，这一电流产生的磁场，抵消了超导体内部的磁场。
超导体电阻为零的特性为人们所熟知，但超导体并不等同于理想导体。
从电磁理论出发，可以推导出如下结论：若先将理想导体冷却至低温，再置于磁场中，理想导体内部磁场为零；但若先将理想导体置于磁场中，再冷却至低温，理想导体内部磁场不为零。
对于超导体而言，降低温度达到超导态、施加磁场这两种操作，无论其顺序如何，超导体超导体内部磁场始终为零，这是完全抗磁性的核心，也是超导体区别于理想导体的关键。
[4]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。
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。
超导性简介
超导性简介超导体，又称零电阻体。
利用零电阻现象制作的器件，叫超导器件。
在零电阻材料中，能够传递超过绝缘体所允许的电流，这种现象叫超导性。
超导现象起源于超导体内的电子和正离子的无规则运动，电子的热运动不受磁场影响，而正离子的运动只能在外磁场作用下进行，由于电子运动和正离子运动互相抵消，使得在没有电流通过时超导体仍然保持超导特性。
因此，当外加磁场去掉后，超导体又恢复到正常导电状态。
超导现象在温度很低的液氦或金属钠等物质中才可能出现。
超导体有完全抗磁性，其电阻为零，即导电性和完全抗磁性，且温度越高，其导电性能和抗磁性能越强。
在工业、农业、科学技术和日常生活中，人们对超导材料的利用始于第二次世界大战期间。
在那些年里，由于超导体的电阻变为零，超导元件具有了新的优势，如降低制冷费用，使超导元件成为实用的高效制冷设备。
然而，最早发现超导电性的材料却是陶瓷。
1939年，美国物理学家斯特罗迈耶发现，当温度升高时，普通陶瓷的电阻突然变为零。
1941年，荷兰科学家昂尼斯实现了超导，人们开始认识到，金属氧化物在较低温度下也会呈现超导电性。
1946年，在此基础上制成了人类历史上第一个超导体。
50年代末，磁性氧化物开始用于超导磁体。
1954年，人造超导体氦化物的单晶在美国实现了超导。
70年代以来，铌酸锂、钛酸钡等超导材料的制造工艺不断改进，其临界温度不断提高，现已达到室温以上，可用作超导计算机的线路板和晶体管。
超导现象的发现是20世纪最伟大的科学成就之一，它使人类的研究触角深入到物质的微观领域，开辟了材料研究的新纪元。
在未来科学的发展中，有许多重要的新型材料将有待人们去探索。
不仅如此，超导体还具有高效节能的特点。
随着社会的发展和人民生活水平的提高，交流电的能量损耗问题已经引起人们的关注。
这一方面固然是由于它价格便宜，另一方面更重要的原因在于交流电存在能量损失大的缺陷，这是因为，在传输过程中，电压升高，功率增大，但电流减小。
超导简介_精品文档
➢1935年 London 兄弟在二流体模型的基础上从电动力学的角度出发提 出了London模型，首次引入了穿透深度的概念。
➢A. B. Pippard 在五十年代初仔细研究了穿透深度随外加磁场的变化， 并从中提出了相干长度的概念并且建立了非局域方程。
合金超导体来说是目前种类最多的超导体，早在1961年B. W. Toberts 就列出了450多种。在进入21世纪之前其最高Tc一直是由Nb3Ge保持的， 转变温度接近23.2K 。直到2001年，MgB2的发现，才打破了这一纪录。 这种结构简单的二元化合物超导转变温度达到了39K。
NaCl型
NbN ZrN NbC MoC TaC
铜氧化物超导体：
➢1986年，IBM苏黎世实验室的两位科学家G. Bednorz和K. A. Muller发现在 La-Ba-Cu-O体系中存在30K的超导转变。 ➢1987年初，中国科学院物理研究所的赵忠贤小组和美国休斯敦大学的朱经 武、吴茂昆等人各自独立发现了在Y-Ba-Cu-O体系中90K以上的超导转变温 度。人们首次将超导转变温度提升到了液氮温区以上。 ➢1988年日本科学家H. Maeda等人在BiSrCaCu2Ox材料中发现临界温度在 105K以上。同年，人们在Tl-Ba-Ca-Cu-O体系中也发现了临界温度在100以 上的超导电性。 ➢1993年A. Schilling等人发现Hg-Ba-Ca-Cu-O的最高转变温度常压下达到 133K ➢1994年朱经武等人报道在30GPa的高压下可以将Tc提高到164K。
基本性质与理论
•基本性质 •Ginzburg-Landau 理论 •BCS理论
超导现象的产生和应用
超导现象的产生和应用1. 超导现象的产生超导现象是指在低于某一临界温度（Tc）的条件下，某些材料的电阻突然下降到零的现象。
这一现象最早由荷兰物理学家海克·卡末林·昂内斯在1911年发现。
他在实验中发现，汞在冷却到4.2K（-268.95°C）时，其电阻骤降至无法测量的水平。
此后，许多其他材料也被发现在超低温下呈现超导特性。
超导现象的产生机制至今尚未完全明了，但可以归纳为以下几个方面：1.1 电子配对在超导体中，电子会形成一种特殊的配对现象，称为库珀对。
库珀对是由两个电子通过声子相互作用而形成的。
在低温下，声子与电子的相互作用增强，使得电子之间能够形成稳定的配对。
这种配对现象使得电子能够在没有能量损耗的情况下通过材料。
1.2 相干长度超导体的相干长度是指超导体内部电子配对波函数的相位相干长度。
在超导状态下，电子配对波函数在超导体内部保持相位一致，形成一种宏观的相干现象。
相干长度的存在使得超导体具有明显的空间有序性，为超导现象的产生提供了条件。
1.3 迈斯纳效应迈斯纳效应是指超导体在超导态下，磁场会被排斥到超导体表面，内部呈现零磁场状态的现象。
这一效应的产生是由于超导体中的库珀对在低温下形成了一种特殊的电子态，使得磁场无法进入超导体内部。
迈斯纳效应进一步证明了超导体中电子配对的存在。
2. 超导现象的应用超导现象具有广泛的应用前景，主要包括以下几个方面：2.1 磁悬浮列车（Maglev）磁悬浮列车是一种利用超导磁体实现列车与轨道之间悬浮和导向的高速交通工具。
超导磁体具有高磁通量密度、低损耗和良好的可控性等特点，使得磁悬浮列车能够在高速运行时保持稳定。
此外，超导磁体在低温下具有较高的磁导率，有利于提高磁悬浮列车的悬浮稳定性。
2.2 超导磁体超导磁体广泛应用于粒子加速器、核磁共振成像（MRI）、磁共振成像（NMR）等领域。
超导磁体具有高磁通量密度、低损耗和良好的可控性等特点，使得粒子加速器等设备的运行效率和性能得到显著提高。
超导介绍及应用PPT课件
(6)科学工程和实验室应用
• 科学工程和实验室是超导技 术应用的一个重要方面，它 包括高能加速器、核聚变装 置等。高能加速器用来加速 粒子产生人工核反应以研究 物质内部结构，是基本粒子 物理学研究的主要装备。
当通过超导体中的电流达到某一特定值时， 又会重新出现电阻，使其产生这一相变的电 流称为临界电流 临界磁场(Hc): 逐渐增大磁场到达一定值后，超 导体会从超导态变为正常态，把破坏超导电 性所需的最小磁场
临 界 温 度
(Tc)
临界磁场
逐渐增大磁场到 H 达一定值后，超导体 会从超导态变为正常 Hc(0) 态，把破坏超导电性 所需的最小磁场称为 临界磁场，记为Hc。
超导发电机
在电力领域，利用超导线 圈磁体可以将发电机的磁场强 度提高到5万～6 万高斯，并且 几乎没有能量损失，这种发电 机便是交流超导发电机。超导 发电机的单机发电容量比常规 发电机提高5～10倍，达1万兆 瓦，而体积却减少1/2，整机重 量减轻1/3，发电效率提高50％
超导限流器
超导限流器是利用超 导体的超导/正常态转变 特性，有效限制电力系 统故障短路电流，能够 快速和有效地达到限流 作用的一种电力设备。 超导限流器集检测、触 发和限流于一体，反应 速度快，正常运行时的 损耗很低，能自动复位， 克服了常规熔断器只能 使用一次的缺点 。
巴丁、库柏、施里弗
巴丁、库柏、施里弗获得了1972年诺贝 尔物理奖
BCS理论的三个观点
超导技术在航天科学中的应用方法
超导技术在航天科学中的应用方法导言航天科学作为现代科技的重要领域之一，一直致力于推动人类对宇宙的探索和利用。
在这个领域中，科学家们不断寻求新的技术手段来提高航天器的性能和效率。
超导技术作为一种具有突出特点的新兴技术，正逐渐在航天科学中得到广泛应用。
本文将探讨超导技术在航天科学中的应用方法，包括超导磁体、超导电缆和超导电机等方面。
一、超导磁体在航天器中的应用超导磁体是利用超导材料的特殊性质来产生强大磁场的一种设备。
在航天器中，超导磁体可以应用于多个方面。
首先，超导磁体可以用于推进系统。
通过在航天器中设置超导磁体，可以产生强大的磁场来推动航天器。
这种方法可以减少航天器的质量和体积，提高推进效率，从而降低航天器的运载成本。
其次，超导磁体还可以用于导航系统。
在航天器中，导航系统对于确定位置和航向非常重要。
通过利用超导磁体产生的稳定磁场，可以提供精确的导航信号，从而提高航天器的导航精度。
此外，超导磁体还可以用于航天器的防护系统。
在宇宙空间中，航天器会受到来自宇宙射线的辐射。
这种辐射对航天器的电子设备和乘员的健康都会造成损害。
通过在航天器中设置超导磁体，可以产生强大的磁场来屏蔽宇宙射线的辐射，从而保护航天器和乘员的安全。
二、超导电缆在航天器中的应用超导电缆是利用超导材料的低电阻特性来传输电能的一种设备。
在航天器中，超导电缆可以应用于多个方面。
首先，超导电缆可以用于电力系统。
在航天器中，电力系统是保证航天器正常运行的重要组成部分。
通过使用超导电缆，可以减少电能的损耗，提高电力系统的效率和可靠性。
其次，超导电缆还可以用于通信系统。
在航天器中，通信系统对于与地面指挥中心和其他航天器的通信非常重要。
通过利用超导电缆传输信号，可以提高通信系统的传输速度和稳定性，从而提高航天器的通信能力。
此外，超导电缆还可以用于传感器系统。
在航天器中，传感器系统对于检测航天器周围环境的变化非常重要。
通过使用超导电缆传输传感器信号，可以提高传感器系统的灵敏度和准确性，从而提高航天器的环境感知能力。
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4月30日美国纽约州长岛市电力局（LIPA）、美国超导公司（AMSC）宣布，在全球首次实现了高温超导电缆的商用化———?利用3根高温超导电缆和138千伏电压将574兆瓦的电力传输约600米。6月19日日本住友电气工业把研制的世界首台全用超导马达驱动的电动汽车向公众公开。
许多国家把超导技术当作21世纪具有经济战略意义的高新技术来重点发展，而重中之重就是加快超导电力技术的应用，以促进电力能源工业的重大变革。近几年来，关于超导技术的成果接连不断，让人们看到了超导技术的巨大作用和广阔的应用前景。那么，超导技术到底有哪些神奇的功能？它将给人类未来的生活带来哪些变化？我国超导技术特别是超导电力技术发展水平又如何呢？
研究、发现容易制备、性能优越、价格低廉的超导材料，一直是科学家的梦想 记者：早在1911年，荷兰科学家卡麦林·昂内斯首先发现了超导电性——用液氦冷却汞时发现，当温度下降到4.2K（开尔文，K为物理学单位，0k=－273℃）时，汞的电阻完全消失，他把这种现象称为超导现象，具有超导现象的材料称为超导体。后来他又发现一些金属具有超导性，只是出现超导性的温度有所不同。从那时算起，人类发现超导性有近100年的时间了，但是到目前为止好像还未听说哪个国家和地区已经大规模用上超导电力设备，那么研制和应用超导材料的难点在哪里呢？
林良真：直到目前为止，所有的超导材料只在一定低温下才具有超导性，例如目前常用的铌钛合金超导体，它的超导态转变?温?度?约?是9.4K(－263.6℃),而1988年发现的铋系高温超导体的转变温度虽比铌钛合金超导体高，但也需低达110K（－163℃）时才具有超导性。因此，要使超导设备能在超导态下运行，就必须提供所需的低温条件，这就限制了超导体大规模地应用和发展。
另外，虽然目前的超导材料载流能力比常规导体如铜等要大两个数量级以上，但价格还是比较昂贵，如Bi2223高温超导带材，其商品每米价格约是15~20美元。因此，在世界上虽然一些大型科学装置或工程已采用超导装置，如大型的加速器、核聚变实验装置、核磁共振谱仪等，但要使超导体得到更广泛应用，还需研究价格更低廉、可以在更高温度下运行和电磁性能更好的超导材料。
记者：这些年来对超导技术进行攻关的主要方向是否就是提高临界温度或者说找到临界温度较高的超导材料？目前有哪些元素或材料在较高的温度下具有超导性？
林良真：各国科学家一直在努力寻找临界温度更高的超导材料，期望有一天能够得到在室温下就能工作的超导材料，而在这方面取得突破性进展还是近20年的事情：1986年4月，具有35K的高温超导性的镧钡铜氧化物被发现，1987年美国休斯敦大学物理学家朱经武小组与中国科学院物理研究所赵忠贤等人先后研制成临界温度约为90K的超导材料钇铋铜氧（YBCO）。1988年初，日本研制成临界温度达110K的铋锶钙铜氧超导体。这类超导体由于其临界温度在液氮温度（77K）以上，实现了科学史上的重大突破，被称为高温超导体，而这个“高温”是相对而言的，即区别于运行在液氦温区（约4.2K）的“低温”超导体。因为液氮比液氦容易制备，而且价格也较之便宜，这样就有利于广泛应用。将来超导材料温度能达到200K以上，对制冷要求就要低得多，这将大大提高超导的应用范围。
记者：那么以上发现的这些具有较高临界温度的超导材料是否可以大规模应用，比如，做成超导电缆等各种超导设备？
林良真：高温超导材料的发现的确让科学界及产业界欢欣鼓舞，有人开始尝试制造实用化的超导电缆等电力装备。由于这些高温超导材料一般来说都属于陶瓷材料，机械性能较差，并且像铋系这类第一代高温超导材料，其电磁特性也不理想，加之价格较贵，所以应用受到了限制。而如YBCO，它的电磁特性要优于铋系第一代高温超导带材，但加工制备难度更大。因此，研究发现制备容易、简单、性能优越、价格低廉的超导材料是科学家一直要解决的课题。
二硼化镁超导体的发现和研究让超导应用离我们更近一步 记者：目前超导领域研究的二硼化镁（MgB2）就是这样一种超导材料吧？ 林良真：MgB2是2001年才发现的一种金属系超导体，它的临界温度为39K，高于低温超导体的临界温度。MgB2的化学组成和晶格结构简单，容易加工和成材，制备工艺比较简单，用来制备MgB2的原料镁和硼价格低廉。此外，MgB2的相干长度比目前的高温超导体要大得多，用它来制造超导隧道结有可能比高温超导材料要好。因此，MgB2超导体无论对基础研究还是应用研究都具有十分重要的意义，从而受到了国际学术界和产业界的广泛重视。
当然，MgB2也有待解决的问题，如磁场会大大降低它所能承载的最大电流，而超导材料在实际应用中不可避免地要与磁场相联系，于是科学家在完善MgB2超导性能方面做了很多探索，如采用优化的纳米掺杂工艺与加工及热处理技术相结合的方法，制备高性能MgB2长线材。目前采用此方法制备出的MgB2线带材样品，其传输临界电流密度在4.2K和10T的磁场下已大于1.5×104A/cm2。
记者：那么，二硼化镁超导体是否可以看作是目前最热门、最有前景的超导材料？在二硼化镁被发现以前，铌钛合金被认为是低温超导体的“明星”，此类超导体有什么特点？有了高温超导体，那么低温超导体还有研究和应用的价值吗？
林良真：目前高温超导材料包括钇系、铋系、铊系和汞系的氧化物以及二硼化镁，其中有实用前途的是铋系、钇系和二硼化镁。高温超导材料比低温超导体有更高的临界温度，在这方面是非常吸引人的。但在未发现高温氧化物超导体之前，运行在液氦温度下的以铌钛?（NbTi）、铌三锡（Nb3Sn）为代表的实用低温超导材料一直是超导应用的主要材料，这类材料虽然运行温度低，但价格相对便宜且电磁性能很好。经过二三十余年研究，世界上包括我国在内，对低温超导材料的研制和应用，取得了很大成果，在某些领域，已得到较广泛的应用。如在强磁场中，NbTi超导材料已在高能物理的加速器、探测器、等离子体磁约束、超导储能、超导电机及医用磁共振人体成像仪等获得应用。在高温超导材料的性价比大幅度提高之前，低温超导材料仍然是主要的实用化超导材料。
超导独特的属性使这一技术应用广泛，并给我们的生活带来深刻影响 记者：对于超导体的应用，我们常听到的有超导磁悬浮列车、医疗上的核磁共振等设备，还有哪些应用不为人们所熟知？人们常说超导技术会带来革命性的变化，那么未来超导技术达到很高水平时，它还会在哪些方面发挥巨大作用？
林良真：超导技术的应用十分广泛，涉及输电、电机、交通运输、微电子和电子计算机、生物工程、医疗、军事等领域，这主要源自它独特的属性。首先是零电阻特征，所以超导技术最重要的、也是与公众关系最密切的应用就是超导输电，用超导体输电和储能原则上可以做到没有损耗，高效利用能源；用超导体材料做成的电缆，其载流能力比常用铜导线大两个数量级以上；正因为超导体可以运载强大的电流，进而可以形成强大的磁场，我们称为超导磁体，在一些大型科学工程中，如高能粒子加速器、受控核聚变实验装置、强磁场实验装置，超导磁体发挥了重要作用。利用超导体可以大大地提高磁场的强度和均匀度等，比如研究宇宙和物质基本问题的最重要的设备粒子加速器，超导强磁场使其粒子束行进的曲率半径更小，这样就使设备小型化；再如研究21世纪有广阔应用前景的新能源“受控核聚变反应”时，其内部温度将高达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包围、约束超高温等离子体，从而使受控核聚变得以实现。大家都知道，目前磁共振成像已广泛应用于医学诊断中，而磁共振成像仪需要在一个大空间（如1米孔径内）有一个高均匀度和高稳定性的磁场，超导磁体在这方面比常规磁体有明显的优势，因为它可通过超导开关形成闭环电流运行，使工作电流不受外界干扰。
超导的另外一个重大特征是完全抗磁性———?被称为“迈斯纳效应”，这种性质是1933年迈斯纳研究超导态的磁性时发现的，即不管超导体内原来有无磁场，一旦进入超导态，超导体内的磁场一定等于零。我们可以通过一个现象容易地看到这种抗磁性———?将超导材料放在一块永久磁体的上方，由于磁体的磁力线不能穿过超导体，磁体和超导体之间会产生排斥力，使超导体悬浮在磁体上方。高速超导磁悬浮列车就是利用这种磁悬浮效应制成的。另外，用超导量子干涉器件做成的测量仪器具有很高的磁场灵敏度、很宽的动态范围和优良的频率响应特性，可以测出由人的心脏和脑产生的极微弱的信号，也可以测出由潜入海洋的潜艇产生的对地球磁场的干扰，或用于寻找油田和地热能源、研究地震活动等，用途极为广泛。利用超导薄膜可制备出高性能的超导滤波器，并已用于移动通讯上。此外，超导材料还可用于制造微型电子计算机、量子计算机器件。
记者：超导材料最重要的、最令人期盼的就是在电力上的应用，因为超导电力设备能最大限度地减少损耗，达到电能高效利用，请您给我们一个直观的认识，如果目前我国的输电设备完全换上超导电缆、电线，能节约或者说能挽回多少用常规电缆或设备损耗的电能？ 肖立业：拿高温超导电缆来说，它采用无阻和高电流密度的高温超导材料作为载流导体，具有载流能力大、损耗低和体积小的优点，相同截面积的超导电缆的传输容量将比常规电缆高3~5倍，而电缆本体的焦耳热损耗非常小。虽然在交流运行状态下，它也存在一定的损耗，但超导电缆只要超过一定长度后，即使考虑到低温冷却和终端所需的电能消耗，其输电损耗也将比常规电缆降低50％~70％。我国电网目前的传输损耗约占发电容量的7%，如果全部采用超导电力电缆，则可以将电网的传输损耗减少到大约3.5%以下。以2007年的总发电容量（7亿千瓦）为例，可以节约的损耗相当于一个多三峡电站的总发电量，效益相当可观。
超导电力技术将带来电力能源工业的重大变革 记者：我们知道，除电缆外，电动机、变压器、限流器等都是电力的重要设备，超导技术是否也可以应用到这些设备上？除了减少损耗，超导应用在电力上还能发挥哪些作用，产生哪些效果？
肖立业：电力上的许多重要设备，包括电动机、变压器、限流器、储能系统及与现行电网兼容的相关技术，都是超导技术应用的重要方面。比如，超导故障限流器主要利用了超导体的超导态———?正常态转变的物理特性，实现对故障短路电流的限制，其反应速度快、正常运行时损耗很低、能自动复位，是十分理想的限流装置，可显著提高系统的稳定性和可靠性。随着电网容量的增加和规模的不断扩大，电力系统的短路容量越来越大，一般情况下，短路电流约为额定电流的10~20倍以上，对电气设备和正常的工业生产及电力系统本身带来很大的危害。而目前，对付短路故障的办法主要是用断路器直接断开故障线路，这是一种被动方法，断容量很难进一步提高，超导故障限流器则很好地解决了这个问题。再如，与常规变压器相比，高温超导变压器有体积小、重量轻等优点，同时它采用液氮作为冷却剂，没有污染环境或火灾的隐患，并有很强的过载能力———?在过载条件下短时间运行只导致冷却功率增加，而常规变压器过载约10％就可能导致绝缘损坏，其超导线圈还有限流的作用。超导磁储能(SMES)是利用超导线圈作储能线圈，在线圈中产生磁场而储存能量，可以长久储存而几乎不衰减，需要时，可经逆变器将所储存的能量送回电网或提供给其他负载用。与其他储能系统相比，超导磁储能具有很高的转换效率(可达95％)和很快的反应速度。超导电动机的动机单机容量可比常规电动机大得多，且长时过载能量强，一般可达到额定容量的两倍，而同步电抗可减少到常规电机的1/4~1/3，所以其电气稳定性也将大大提高。