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超导材料特性及其应用

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楼主 发表于:2015-09-16 16:16:02
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超导是金属或合金在较低温度下电阻变为零的性质。超导材料是当代材料科学领域一个十分活跃的重要前沿,其发展将推动功能材料科学的深入发展。高温超导材料经过近 20年的研发,已经初步进入了大规模实际应用和产业化。随着超导材料临界温度的提高和材料加工技术的发展,它将会在许多高科技领域获得重要应用。


      超导是超导电性的简称,是指某些物体当温度下降至一定温度时,电阻突然趋近于零的现象。具有这种特性的材料称为超导材料。超导材料最独特的性能是电能在输送过程中几乎不会损失。超导体另外一个性质是宏观的量子现象。这两个特点,就是超导体最基本的性质。自超导发现至今,超导的研究和超导材料的研制已迅速发展,超导的临界温度已从开始的几开升至几十开甚至一百多开;而且超导材料的物质结构及性质已逐渐研究清楚。近年来,随着材料科学的发展,超导材料的性能不断优化,实现超导的临界温度也越来越高。高温超导材料的发现,是最近几十年来物理学及材料科学领域中的重大突破之一,已引起全世界的广泛关注。一旦室温超导体达到实用化、工业化,将对现代文明社会中的科学技术产生深刻的影响。


      一般来说,超导材料的临界值越高,超导体的使用价值越大。高温超导材料用途非常广泛,大致可分三大类:大电流应用、电子学应用和抗磁性应用。大电流应用是由于超导材具有零电阻和完全的抗磁性,因此只需消耗极少的电能,就可以获得的稳定强磁场。除了高温超导材料,纳米尺度的超导材料也是近年来科学家积极探索的方向。新型超导体的设计和研究面临挑战是难以控制的化学合成工艺参数,最有希望发展的就是可控制的纳米新型高温超导材料。开发新的纳米尺度的高温超导体,可增进机械稳定性、耐化学腐蚀性等。


      超导材料技术是21世纪具有战略意义的高新技术,极具发展潜力和市场前景。世界各主要国家政府纷纷制订相关计划和加大研发投资,推动基础研究和产业化发展,竞争十分激烈。可以这样说,高温超导材料的突破,必将深刻地促进尖端科学技术的发展,从而加速人类文明的进程。虽然目前超导材料仍处于试验研究阶段,但人们相信,随着超导材料临界温度的提高和材料加工技术的发展,它将会在许多高科技领域获得重要应用。