高温超导材料及其应用前景

大科技2015年9月高温超导材料及其应用前景

张闽

（湖南师范大学附属中学410006）

一百多年前，人们神奇的发现了一种对后世产生非常积极影响的材料——

—超导材料。在这一百多年里，科学家们一直在研究和探索超导材料，取得了巨大的成绩。现如今，超导材料的使用在我们的生活工作中是极其广泛的。

1高温超导材料

高温超导体具有着零电阻、抗磁性的特性，和超导材料一样都具备着其结构上的特性特征，高温超导材料就是超导材料中的一个小类，现在已经发现28种元素以及一千多种合金及化合物可以作为超导材料，我们平时听到的铜氧化物超导体就是我们现在说的高温超导材料。一提到高温大家肯定都会想到几百度、几千度甚至更多，但高温超导材料可不是实际意义上的高温，这个高温是相对超导材料而言的，超导材料的所需温度接近于绝对零度，然而高温超导材料也只是比原来的超导材料所需温度稍稍高一些，当然了，高温超导材料的所需温度还是在零下200℃左右的，虽然看上去温度还是很低，但在人们研究的这些超导材料中已经算是高的了，所以将这种超导材料定义为高温超导材料，在1911年突然发现超导材料的时候，科学家神奇的发现这些材料都具有电阻等于零、排斥磁力线和量子隧道效应的特性，科学家深深地被其吸引，并不断研究，可是在后来几十年的研究的超导材料还是只有在23K的极低温度下才能实现超导，这让超导材料的使用受到了极大地阻碍。

2高温超导材料的应用

高温超导材有稀土系（90K）、有铋系（110K）、有铊系（125K）、还有汞系（135K）这四种，上文介绍高温超导材料又叫铜氧化物超导体是因为它们都含有铜和氧，在导体表面会有一层结晶结构，就是铜氧层，这层结晶就是超导层。

在我们的现实生活中，高温超导材料已经得到了实际的应用。钇钡铜氧高温超导材料通常被我们用于制备超导薄膜，在电子、通信等领域得到了极大的应用。通讯基站运用了这种材料后通讯质量明显提高，电磁干扰显著减少；铋锶钙铜氧高温超导材料在电力的运输上起到了高效的作用，通常用在导线上，自从使用了铋锶钙铜氧高温超导材料在电力能源方面得到了良好的传输效果，并且极大地减少了电力能源在运输过程中的损耗，在环保方面、能源保护方面、经济方面等诸多方面铋锶钙铜氧高温超导材料都体现出了其强大的作用和优点。高温超导材料还应用到电动机上，传统的电动机耗电多、体积大、噪声大等，但相同功率的超导电动机具有造价低廉、环保节能、性能稳定、体积小巧和单机容量大等特性；就损耗能源来讲，在经济方面超导电动机相比普通电动机每年要少10亿美元的运行费用。在军事上高温超导电机也发挥着巨大的作用，使安装了高温超导电机的军舰性能更加优化，高效快捷、运行稳定并且空间布置更加灵活，最重要的是高温超导电机可以高速静音运行，这达到了很好的军事隐蔽功能。高温超导材料制成的超导储能装置可以很好将电磁能储存起来，利用超导线圈可以将多余的电磁能进行蓄能，如果这时候需要电能了，那么就会将电能释放出来可供使用，并且超导材料性能稳定，所以工作起来十分的平稳。同样，在我们的生活中也是能看到超导的影子，比如我们的交通工具。随着时代的发展，生活的改进，人们对出行运输的要求更加苛刻，因此，磁悬浮列车诞生。在众多交通工具中，超导磁悬浮列车非常的显眼，超导磁悬浮列车通过磁能的运用具有很多的优点，运行速度更快、安全系数更高、产生的运行噪音更低，运行冷却费用更少，这都无不展现了高温超导材料的优势，虽然超导磁悬浮列车的应用尚不广泛，但随着社会的发展、科技的进步，超导磁悬浮会进入主导地位。

3高温超导材料的未来使命

目前，很多地方都是通过煤炭来进行发电，但是这个过程中煤的消耗十分庞大，地下能源在日益枯竭，自然生态环境也在逐渐恶化，煤炭也在慢慢减少，全球上下都在面临着一个严峻的问题，就是资源枯竭，那么煤炭的作用是十分重要的。为了保护自然能源，水就成为了缓解资源枯竭的一个措施，利用水能发电，代替煤炭，可以有效解决这一问题。如今的社会人们离不开电，事事需要电，人们的生活与电可谓是形影不离，如今发电的途径主要依然还是通过火力，其次还有一些像风力、太阳能等发电方式，可毕竟还是不能满足人们的生活需求，根据上文的介绍，将高温超导材料应用在这一领域中可以取得良好的成果，相信在不久的将来，高温超导材料必然可以得到普及性应用。

参考文献

[1]马平，戴远东，甘子钊，杨小牛，华军.超导量子干涉器先进军用电子装备中的基础元件[J].真空电子技术，2009（01）.

[2]李明亚，张宇，张梦龙，韩征和.铋系高温超导材料中3321相生成机理[J].稀有金属材料与工程，2008（S4）.

[3]翟光荣，汪永华.高温超导及其在电力工业中的应用[J].安徽建筑工业学院学报（自然科学版），2012（01）.

收稿日期：2015-9-15

摘要：高温超导材料给人们的生产和生活带来了极大的便捷，本文主要分析高温超导材料的应用与未来前景。关键词：高温超导材料；应用前景；分析

中图分类号：TM26文献标识码：A文章编号：1004-7344（2015）27-0266-01

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高温超导材料及其应用前景

作者：张闽

作者单位：湖南师范大学附属中学 410006

刊名：

大科技

英文刊名：Super Science

年，卷(期)：2015(27)

引用本文格式：张闽高温超导材料及其应用前景[期刊论文]-大科技 2015(27)