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超导体的应用与前景
2012级物理系物理学李雪 2012101271
摘要: 简单介绍超导体的重要特点,超导现象,高温超导体,及其结构的特殊性,以及超导体的一些有关应用。外加上自己在学****超导体过程中的疑问和心得体会。此外,我还找来一些课外书籍作为参考,具体的分析了超导体以及有关于超导体的特性及其应用的有关知识和认识,具体内容看正文所述。 
【关键词】超导体;超导态;临界温度;超导电性;超导储能 
一、超导研究的进展 
1911年荷兰物理学家昂尼斯发现,,***(水银)的电阻突然变为零。人们把电阻为零时的状态称为超导态,相应的温度称为该物质的超导临界温度,用Tc表示。昂尼斯曾想,水银的电阻为零,可以通以很大的电流而不发热,这便可产生很强的磁场。因为,即使临界温度Tc,但通过超导体的电流超过某一临界值Ic,或磁场超过某一临界值Hc时都会破坏超导态,而变为常态,因而物质的三临界常数是相互关联的[1]。 
1933年,荷兰的迈斯纳和奥森菲尔德共同发现了超导体的另一个极为重要的性质,当金属处在超导状态时,这一超导体内的磁感兴强度为零,却把原来存在于体内的磁场排挤出去。对单晶锡球进行实验发现:锡球过渡到超导态时,锡球周围的磁场突然发生变化,磁力线似乎一下子被排斥到超导体之外去了,人们将这种现象称之为“迈斯纳效应”。如图1所示。
图一迈斯纳效应
由于低温的获得极为困难,不仅设备技术复杂,成本也极为昂贵,因此,人们渴望取得高温超导体。,以每三年多提高一度的速度前进。1986年4月联邦德国人贝德诺尔茨和瑞士人米勒发现钡镧铜氧化物(Be-La-Cu-O)的超导临界温度为35K。由此,他们在发现陶瓷材料超导性方面取得重要突破。 
1987年美、中、日、苏及欧洲等国家的学者不断的创造了高温超导的记录,中国科学院物理研究所赵忠尧等人做出了突出的贡献,把超导临界温度提高到90K,这意味着可以不使用液氦(),超导技术的应用展现出新的美好前景。 
二﹑超导体有很多方面的应用: 
1、超导磁体可用于制作交流超导发电机、磁流体发电机和超导输电线路等。 
2、超导发电机 在电力领域,利用超导线圈磁体可以将发电机的磁场强度提高到5万~6万高斯,并且几乎没有能量损失,这种发电机便是交流超导发电机。超导发电机的单机发电容量比常规发电机提高5~10倍,达1万兆瓦,而体积却减少1/2,整机重量减轻1/3,发电效率提高50%。  磁流体发电机同样离不开超导强磁体的帮助。磁流体发电发电,是利用高温导电性气体(等离子体)作导体,并高速通过磁场强度为5万~6万高斯的强磁场而发电。磁流体发电机的结构非常简单,用于磁流体发电的高温导电性气体还可重复利用。 
3、超导输电线路 超导材料还可以用于制作超导电线和超导变压器,从而把电力几乎无损耗地输送给用户。据统计,目前的铜或铝导线输电,约有15%的电能损耗在输电线路上,光是在中国,每年的电力损失即达1000多亿度。若改为超导输电,节省的电能相当于新建数十个大型发电厂。  

高温超导材料的用途非常广阔,大致可分为三类:大电流应用(强电应用)、电子学应用(弱电应用)和抗磁性应用。 
1、大电流