超导材料是什么
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
超导材料是什么
超导材料是指在低温下具有零电阻和迈斯纳效应的一类特殊材料。
超导材料在电流通过时能够完全消除电阻,使电流能够无损耗地流过,这一特性被称为超导性。
这使超导材料在电力输送、能源存储、磁共振成像等领域具有广泛的应用前景。
超导材料最早于1911年由荷兰物理学家海克·卡末林发现。
基
于铅的材料是最早被发现具有超导性的材料。
然而,这类超导材料需要在非常低的温度下(接近绝对零度)才能展现出超导特性,限制了其实际应用的范围。
直到1986年,德国物理学家J·G·鲍尔汤和瑞士物理学家K·A·穆勒在氧化铜材料中发现了高温超导现象,即超导转变
温度高于液氮沸点77K,使超导材料的实际应用前景大大扩展。
随后,人们陆续发现了多种高温超导材料,如铜氧化物、铁基超导体等。
超导材料主要具有以下特点:
1. 零电阻:在超导状态下,电阻消失,电流可无损耗地通过。
这种特性使超导材料在电能输送领域有巨大应用潜力,能够显著减少能源损耗。
2. 迈斯纳效应:超导体中的电流不仅可以无损耗地流过,还能形成与电流方向垂直的磁场。
这一现象被称为迈斯纳效应,可用于磁体制造、磁共振成像等领域。
3. 超导转变温度:超导材料在一定的温度下会由非超导态转变为超导态。
低温超导体的转变温度通常较低,而高温超导体的转变温度可以接近或超过液氮沸点,更易于实际应用。
4. 磁场限制:在外加磁场作用下,超导材料的超导特性会受到限制。
不同材料对磁场的限制程度不同,这也对其应用领域产生了影响。
超导材料的研究和应用存在一些挑战。
其中最主要的是超导材料通常需要在极低的温度下才能展现出超导性,这对设备和工艺提出了要求。
此外,高温超导体的机制和性质仍然不完全清楚,对其进行深入研究仍然是一个重要课题。
然而,随着超导材料的不断研究和发展,人们对超导技术的应用前景充满信心。
超导磁体已广泛应用于核磁共振成像、加速器、磁悬浮交通等领域。
超导输电技术也在快速发展,预计超导材料将在未来成为电力输送和能源存储的重要组成部分。
总之,超导材料具有零电阻和迈斯纳效应的特性,是一类在低温下可实现超导性的材料。
超导材料在电力输送、能源存储和磁共振成像等领域具有广泛的应用前景,但其研究和应用仍面临一些挑战。
随着技术的不断进步,超导材料的应用前景将会更加广阔。