什么是超导材料？

超导技术的研究是当代科学技术的一个重要课题。随着“低温”超导材料研发难度的增加，“高温”超导材料的研发已经兴起。早在1911年，荷兰科学家恩尼斯就使用液氮来冷却水银。当温度降至-2690℃左右时，他发现水银的电阻性空气完全消失了。这种现象被称为“超导性”，所有零电阻的材料都被称为超导体。因为超导体有两个宏观特性，即零电阻和完全抗磁性，所以它可以在不加热和几乎不损失能量的情况下传输大电流。然而，在1911年之后的70多年里，科学家们开发的超导体一直保持在低温状态，最高温度只有23.2千牛顿。直到20世纪80年代末，在发现转变温度为35K的镧钡氧化铜之后，世界范围内对“高温”超导材料的研究和开发才蓬勃发展起来。从1987年至今，美国、中国和日本相继发现了转变温度为100K的超导材料。目前，世界各国在高温超导材料的研究上竞争激烈，他们都希望率先在室温下找到高温超导材料。我国对超导材料的探索和材料科学的相关基础研究一直保持或接近世界前沿。1998年7月24日，北京有色金属研究所成功研制出中国第一条铋基高温超导材料传输电缆，性能达到世界先进水平。高温超导材料的应用必将引发一场新的技术革命，其重要性不亚于半导体材料。这是因为超导材料有广泛的应用:①电力传输。电能无压传输，电能损耗可降低10%以上，电费可节约15%以上。据估计，仅实现超导传输一项，每年就能节省价值100亿美元的电力。(2)受控热核聚变反应堆。反应过程中的温度高达1亿摄氏度。目前，还没有一种装置能够抑制这种极高温度的反应过程。将来，超导体产生的超强磁场可以有效地控制这一反应过程。(3)超导磁悬浮列车。这种列车突破了传统的轮轨接触方式。它在没有*的车厢和轨道上排列线圈。当电流通过时，它会产生排斥磁场，将滑架提升至悬浮状态，并使用直线电机向前推动滑架。这种列车没有轮轨接触滚动阻力，运行速度大大提高，达到每小时500多公里。例如，从北京到广州，只需要4个多小时。此外，用超导电动汽车取代燃油汽车，每年可以在世界范围内节约超过10亿吨的燃料，并大大降低噪音和环境污染。④超导电子计算机。超导芯片将大大提高计算机的计算速度，减少体积。美国国际商用机器公司开发的超导计算机的运行速度为每秒8000万次，只有电话那么大。它的部件不发热，可以长时间有效工作。