2017公共基礎(chǔ)知識考點(diǎn):科技之超導(dǎo)材料

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2017公共基礎(chǔ)知識考點(diǎn):科技之超導(dǎo)材料

有些材料當(dāng)溫度下降至某一臨界溫度時(shí)，其電阻完全消失，這種現(xiàn)象稱為超導(dǎo)電性，具有這種現(xiàn)象的材料稱為超導(dǎo)材料。超導(dǎo)體的另外一個特征是：當(dāng)電阻消失時(shí)，磁感應(yīng)線將不能通過超導(dǎo)體，這種現(xiàn)象稱為抗磁性。

一般金屬(例如：銅)的電阻率隨溫度的下降而逐漸減小，當(dāng)溫度接近于0K時(shí)，其電阻達(dá)到某一值。而1919年荷蘭科學(xué)家昂內(nèi)斯用液氦冷卻水銀，當(dāng)溫度下降到4.2K(即-269℃)時(shí)，發(fā)現(xiàn)水銀的電阻完全消失，

超導(dǎo)電性和抗磁性是超導(dǎo)體的兩個重要特性。使超導(dǎo)體電阻為零的溫度稱為臨界溫度(TC)。超導(dǎo)材料研究的難題是突破“溫度障礙”，即尋找高溫超導(dǎo)材料。

以NbTi、Nb3Sn為代表的實(shí)用超導(dǎo)材料已實(shí)現(xiàn)了商品化，在核磁共振人體成像(NMRI)、超導(dǎo)磁體及大型加速器磁體等多個領(lǐng)域獲得了應(yīng)用;SQUID作為超導(dǎo)體弱電應(yīng)用的典范已在微弱電磁信號測量方面起到了重要作用，其靈敏度是其它任何非超導(dǎo)的裝置無法達(dá)到的。但是，由于常規(guī)低溫超導(dǎo)體的臨界溫度太低，必須在昂貴復(fù)雜的液氦(4.2K)系統(tǒng)中使用，因而嚴(yán)重地限制了低溫超導(dǎo)應(yīng)用的發(fā)展。

高溫氧化物超導(dǎo)體的出現(xiàn)，突破了溫度壁壘，把超導(dǎo)應(yīng)用溫度從液氦(4.2K)提高到液氮(77K)溫區(qū)。同液氦相比，液氮是一種非常經(jīng)濟(jì)的冷媒，并且具有較高的熱容量，給工程應(yīng)用帶來了極大的方便。另外，高溫超導(dǎo)體都具有相當(dāng)高的磁性能，能夠用來產(chǎn)生20T以上的強(qiáng)磁場。

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