大家好，欢迎收看我的百家号小杰健谈，今天小编要给大家的介绍的是超导材料的重大发现。年荷兰物理学家昂纳斯在研究水银低温电阻时发现:当温度降到4.2K时,水银的电阻急剧下降,以至完全消失(即零电阻)。年他在一篇论文中首次以“超导电性”一词来表达这现象,把某些物质在冷却到某一温度点以下电阻为零的现象称为超导电性,相应物质称为超导体。超导现象的发现,引起了各国科学家的高度重视,并寄予很大期望。但直到年以前,已知超导材料的最高临界温度只有23.2K,大多数超导材料的临界温度还要低得多,这样低的温度基本上只有液氮才能达到。因此,尽管超导材料具有革命性的潜力,但由于很难制造工程用的材料,又难以保持很低的工作温度,所以几十年来超导技术的实际应用一直受到严重限制。当前,氧化物高温超导体的发现与研究,为超导技术进一步走向实用化提供了前提条件。年,年轻的物理学家贝特诺茨和缪勒在瑞土国际商用公司实验室工作,他们从奇妙的超导现象中获得启示,发现了一种镧铜钡氧陶瓷氧化物材料在比绝对零度高43度的较高温度下,即43K时,会出现超导现象。此后,我国物理学家赵忠贤、美籍华人科学家朱经武,相继于年发现了钇钡铜氧系高温超导材料。不久,又发现了铋锶钙氧铜超导合金和铊钡钙铜氧合金,这种合金在K和K出现超导现象,使超导温度更接近于室温。接着,我国科学家又发现了一种高温超导的材料,这种超导材料在K时电阻为零。现在,科学家们正致力于使超导临界温度达到K(干冰温度)和K(室温),他们已经注意到这样一种现象,即利用氟、氮、碳部分代氧,或把钪、锶和某些金属元素加在钆钡铜氧化物中,这样就有可能制出室温超导体。科学家们对这一想法充满信心,认为一定能很快实现它。超导材料有几个特点,首先,超导材料没有电阻,它输送电流时,不会造成电力损耗,用它可以制作出体积很小的发电机,送出的电流却很大。除了没有电阻外,超导材料还有个重要特性,就是完全抗磁性,也叫做迈斯纳效应。这种完全抗磁性是指把个超导体放在一块永久磁铁上,由于这个超导体具有抗磁性,磁铁的磁力线不能穿过超导体,结果就会在磁铁和超导体之间产生排斥力,这种排斥力使超导体悬浮在磁铁的上方。科学家们对超导材料的发展前景充满了信心,他们推测,如果利用超导材料的这两个特性制成各种输电、发电、储能设备,将会大大节约能源和提高效率。国际上正在开发转子磁场线圈和定子电枢线圈均使用超导线材的发电机这种发电机叫全超导发电机。同时也在研究使用高温超导线材的发电机,这种发电机叫做高温超导发电机。这两种发电机作为新型超导发电机,仍处在研制开发阶段。此外,科学家们还在进行试验,研究用超导材料制作的,能把电能几乎无损耗地高效地输送给用户的超导电线和超导变压器。同时,对核聚变发电,超导体也将产生重大影响。超导材料在上述强电领域的用途极其广泛,其在弱电和抗磁性领域的应用也很充分。磁悬浮列车是利用超导材料的抗磁性(磁悬浮效应)生产的,它现在已进入实质性的运营阶段。超导材料将会引起人类陆地交通的变革。此外超导体在许多科学仪器中也得到了运用,如粒子加速器,它是使如质子等带电粒子增加速度,获得高能的仪器。超导技术使过去很难实现的10万高斯的强磁场在现在变得实现起来相当容易。强大的超导磁体可以使观察分子、原子行为的高分辨率电子显微镜轻松制成。采用超导磁体的磁共振、人体扫描技术在医学诊断中的重要作用日益凸显。总之,凡是需要强大均匀磁场之处,超导磁体都能成功地完成任务。现在一门实用性很强的学科—超导电子学正在迅速发展。它的发展必将给电子工业带来革命性的冲击。
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