超导由荷兰物理学家Heike Kamerlingh Onnes于1911年在莱顿发现。他于1913年被授予诺贝尔物理奖,以获得他的低温研究。一些材料在冷却时,低于一定的温度,其电阻率被消除意味着它们表现出无限的电导率。
称为材料中无限电导率的性质/现象超导。
金属从正常导电状态变为超导状态的温度称为临界温度/转变温度。超导体的一个例子是汞。它使超导体成为4K。在超导状态下,材料驱逐磁场。汞的过渡曲线如下图所示 -
从正常导电状态到超导状态的过渡是可逆的。而且,低于临界温度超导可以通过足够的大量来废除当前的通过导体本身或通过施加足够的强外部磁场。低于临界温度/转变温度,通过导体本身的电流值被废除的超导状态称为临界电流。随着温度(低于临界温度),降低了临界电流增加的值。临界电流的值随温度降低而增加。关键的价值磁场还取决于温度。随着温度(低于临界温度),降低了临界磁场的值。
超导金属
当它们低于其临界温度时,一些金属显示出零电阻率或无限电导率。这些金属被称为超导金属。一些标示超导性和其临界温度/转变温度的金属列于下表 -
sl | 超导体 | 化学象征 | 临界/过渡温度TC(k) | 临界磁场BC(t) |
1 | 铑 | RH. | 0. | 0.0000049. |
2 | 钨钨 | W. | 0.015 | 0.00012 |
3. | 铍 | 是 | 0.026 | |
4. | 铱 | IR. | 0.1 | 0.0016. |
5. | 镏 | 鲁 | 0.1 | |
6. | 铪 | HF. | 0.1 | |
7. | 钌 | 茹 | 0.5 | 0.005 |
8. | 锇 | OS. | 0.7 | 0.007 |
9. | 钼 | 莫 | 0.92 | 0.0096. |
10. | 锆 | Zr. | 0.546 | 0.0141. |
11. | 镉 | 光盘 | 0.56 | 0.0028 |
12. | 铀 | 你 | 0.2 | |
13. | 钛 | TI. | 0.39 | 0.0056. |
14. | 锌 | Zn. | 0.85 | 0.0054 |
15. | 镓 | GA. | 1.083 | 0.0058 |
16. | 钆 | Gd. | 1.1 | |
17. | 铝 | AL. | 1.2 | 0.010 |
18. | 镤 | pa | 1.4 | |
19. | 钍 | TH. | 1.4 | 0.013 |
20. | 铼 | 关于 | 1.4 | 0.030 |
21. | 铊 | TL. | 2.39 | 0.018 |
22. | 铟 | 在 | 3.408 | 0.028 |
23. | 锡 | 桑 | 3.722 | 0.030 |
24. | 汞 | 赫格 | 4.153 | 0.040 |
25. | 钽 | TA. | 4.47 | 0.083 |
26. | 钒 | V. | 5.38 | 0.031 |
27. | 镧 | LA. | 6.0 | 0.11 |
28. | 带领 | PB. | 7.193 | 0.080 |
29. | 技术 | TC. | 7.77 | 0.040 |
30. | 铌 | NB. | 9.46 | 0.820. |
超导体的性质
超导材料显示出一些非凡的性质。下面列出了其中一些属性
- 零电阻(无限电导率)
- Meissner效果:驱逐磁场
- 临界温度/转变温度
- 关键磁场
- 持续的潮流
- 约瑟夫森潜行
- 临界电流
超导性的应用
在现代技术领域,超导广泛用于不同的技术领域。下面列出了其中一些应用程序 -
- 医疗的:MRI(磁共振成像),超低场磁共振成像(ULF-MRI),磁脑图(MEG)和磁源成像(MSI),磁共振造影(MCG)等
- 电场:发电机那电机那变形金刚那中继,磁能储存(中小企业),超导磁铁,HTS感应加热器,融合等。
- 电子产品:鱿鱼(超导量子干涉装置),高速计算,量子计算,传感器,过滤器,电路,雷达等
- 运输:磁悬浮列车,海洋推进(磁力流体动力学),海洋推进(电机)等
- 物理:粒子促进剂,磁铁,等离子体/融合研究等