超导现象从1911年发现至今已有100年，在这百年历史中，超导材料的发展经过了一个从简单金属到复杂化合物的过程。

　　超导材料除零电阻特性外，还具有完全抗磁性和宏观量子效应等诸多常规材料所不具备的奇特性质。利用超导体的这些特性，可以传输大电流、获得强磁场、实现磁悬浮、检测微弱磁场信号等，因此超导材料广泛应用于电力、电子、军事、医疗、交通运输、高能物理等许多领域。超导材料的应用是一项具有战略意义的高新技术，高温超导材料将从根本上改变人类的用电方式，给电力、能源、交通以及其他与电磁有关的科技业带来革命性的发展。

　　我国对超导材料的探索以及相关的材料科学基础性研究方面，一直保持或接近世界前沿。在超导材料研究及其应用领域总体上处于国际先进行列，基本掌握了各种实用化超导材料的制备技术，在多个应用方面也取得了良好的发展。

　　以下列举几个前景可期的超导材料应用领域。

　　1。超导磁体

　　目前，超导材料应用最多的领域就是制作各种用途的超导磁体。超导磁体的优势是可以实现常规导体材料无法实现的磁场强度、磁场梯度和磁场均匀度。

　　超导磁体有很多用途，比如核磁共振成像(MRI)，已被广泛地应用于医疗检测、诊断之中，成为最为精确的医学检测手段之一。几乎世界上所有的用于重大科学研究工程的高强磁场，譬如各类粒子加速器、各类高能粒子对撞机，以及目前多国参与的国际热核聚变实验堆(ITER)的磁场，都离不开超导磁体。另外，还有各式各样的超导磁体被应用于检测仪器、各类实验装置、晶体生长等其他许多方面。

　　2。超导电缆

　　电能在传输过程中损耗很大，超导电缆的优势在于电能在输送过程中可以最大限度地降低损耗，仅为传输功率的0.5%，而常规电线电缆的损耗要达到10%，能源节省一目了然。而且高温超导电缆的容量比常规电缆提高3-5倍、损耗下降60%，节约占地面积和空间，更为可观的是，总费用降低20%，经济效益明显。超导电力技术是21世纪电力工业唯一的高技术，可有效解决能源短缺的问题。世界主要发达国家均把超导电力技术视为具有经济战略意义的高新技术。

　　高温超导线材制成的超导器件具有损耗低、体积小、重量轻和效率高等特点。建设超导智能电网，是解决常规电缆远距离输电时对超高压电缆及技术依赖的唯一途径。

　　3。超导电机

　　超导电机重量轻、紧凑性好，在风力发电机中特别具有优势，所以将超导电机用于风力发电是目前发展的趋势。超导电机采用超导材料替代常规电机的转子。传统电机以铜作为线圈绕组，采用超导材料后，可大大减少金属的使用量，降低了成本；而制冷系统电力消耗导致的成本，已由使用周期长、效率高而得以抵消。效率高、性能好以及巨大的市场潜力驱动着超导电机的发展。

　　4。磁悬浮

　　在导体截面相同时，超导体制作的导线可以比铜导线(传统电磁铁绝大多数由铜导线绕制)承载高出几十倍的电流。也就是说，由超导线圈制作的磁悬浮机构可以产生比传统磁悬浮机构大得多的悬浮力。另外，铜线圈通电时会不断产生焦耳损耗，而超导线圈因为无电阻不会产生焦耳损耗。因此在磁悬浮轨道交通系统中使用超导电磁线圈不但可以产生更大的悬浮力和驱动力，而且更加节能、环保。

　　超导材料的应用不仅能提高工作效率，还能使资源得到大大节约，减少大量的污染，它不仅是过去、现在的研究热点，也是将来的研究热点。随着超导体研究日新月异的变化，超导材料必将深刻影响相应科学技术领域的发展速度和水平，并直接或间接造福于人们的生活。

　　链接

　　超导体和临界温度

　　超导体(英文superconductor)，又称为超导材料，指在某一温度下，电阻为零的导体。

　　导体是指电阻率较小且易于传导电流的物质，像我们熟知的铜、铁、铝等都称为导体。不过导体还是具有相当的电阻，往往因此减弱其使用效率，因此人们常常希望得到电阻率十分小的导体。

　　使超导体由正常态转变为超导态的温度，称为这种物质的转变温度。目前发现超导材料可达到的临界温度最高值已提高到250K(约为零下23摄氏度)。

　　超导材料的特性与分类

　　超导材料具有零电阻和抗磁性两大基本特征。超导材料处于超导态时电阻为零，能够无损耗地传输电能。如果用磁场在超导环中引发感应电流，这一电流可以毫不衰减地维持下去。这种“持续电流”已多次在实验中观察到。超导材料处于超导态时，只要外加磁场不超过一定值，磁力线不能透入，超导材料内的磁场恒为零，即超导体具有完全抗磁性。

　　按照临界温度划分，超导材料可分为低温超导材料和高温超导材料。如果按材料类型，超导材料也可以分为元素超导体(如铅和水银)、合金超导体(如铌钛合金)、氧化物超导体(如钇钡铜氧化物)、有机超导体(如碳纳米管)。

（文章来源：厦门日报）

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