超导材料的分类_超导材料的优点和不足

　　概念

　　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。

　　特性

　　1.零电阻：超导材料处于超导态时电阻为零，能够无损耗地传输电能。如果用磁场在超导环中引发感应电流，这一电流可以毫不衰减地维持下去。

　　2.具有抗磁性：超导材料处于超导态时，只要外加磁场不超过一定值，磁力线不能透入，超导材料内的磁场恒为零。

　　3.具有临界温度：外磁场为零时超导材料由正常态转变为超导态（或相反）的温度，以Tc表示。

　　4.具有临界磁场：使超导材料的超导态破坏而转变到正常态所需的磁场强度，以Hc表示。

　　5.临界电流和临界电流密度：通过超导材料的电流达到一定数值时也会使超导态破坏而转变为正常态，以Ic表示。Ic一般随温度和外磁场的增加而减少。单位截面积所承载的Ic称为临界电流密度，以Jc表示。

　　分类

　　（1）根据材料对于磁场的响应：第一类超导体和第二类超导体。从宏观物理性能上看，第一类超导体只存在单一的临界磁场强度；第二类超导体有两个临界磁场强度值，在两个临界值之间，材料允许部分磁场穿透材料。从理论上看，如上文“理论解释”中的GL理论所言，参数κ是划分两类超导体的标准。在已发现的元素超导体中，第一类超导体占大多数，只有钒、铌、锝属于属于第二类超导体；但很多合金超导体和化合物超导体都属于第二类超导体。

　　（2）根据解释理论：传统超导体（可以用BCS理论或其推论解释）和非传统超导体（不能用BCS理论解释）。

　　（3）根据临界温度：高温超导体和低温超导体。高温超导体通常指临界温度高于液氮温度（大于77K）的超导体，低温超导体通常指临界温度低于液氮温度（小于77K）的超导体。

　　（4）根据材料类型：元素超导体（如铅和水银）、合金超导体（如铌钛合金）、氧化物超导体（如钇钡铜氧化物）、有机超导体（如碳纳米管）。

　　低温超导

　　高温超导

　　优点

　　1.在超导状态瞎，只需要消耗极少的电能就可以获得非常强的稳态强磁场；2.超导磁体可以用于制作吵到发电机，磁流体发电机和超导输电线路；3.可以利用超导材料的抗磁性制作高速超导磁悬浮列车；4.用超导材料制作超导计算机可以使电脑不存在散热问题，同时使计算机的运算速度大大提高；5.超导体产生的强磁场可以作为“磁封闭体”，从而使受控核聚变能源成为21世纪前景广阔的新能源；6.可制作电力电缆，用于大容量输电，减少输电过程中在输电线路上的损耗；7.可以利用材料的完全抗磁性可制作无摩擦陀螺仪和轴承；8.可制作一系列精密测量仪表和辐射探测器，微波发生器，逻辑元件等。

　　不足

　　目前的超导体必须在较低的温度下才能实现超导，暂未发现常温超导体。