超导材料的特性以及在日常生活的应用
超导材料，是指具有在一定低温条件下呈现出电阻等于零以及排斥磁力线的性质的材料。现在已发现28种元素和几千种合金和化合物可以成为超导体。在常压下有28种元素具超导电性，其中铌（Nb）的Tc最高，为9.26K。电工中实际应用的主要是铌和铅(Pb，Tc=7.201K)，已用于制造超导交流电力电缆、高Q值谐振腔等。
超导材料的应用
超导体的优异特性展现了人们应用它的发展前景。但要实际应用超导材料又受到一系列因素的制约，这首先是它的临界参量，其次还有材料制作的工艺等问题（例如脆性的超导陶瓷如何制成柔细的线材就有一系列工艺问题）。到80年代，超导材料的应用主要有：①利用材料的超导电性可制作磁体，应用于电机、高能粒子加速器、磁悬浮运输、受控热核反应、储能等；可制作电力电缆，用于大容量输电（功率可达10000MVA）；可制作通信电缆和天线，其性能优于常规材料。②利用材料的完全抗磁性可制作无摩擦陀螺仪和轴承。③利用约瑟夫森效应可制作一系列精密测量仪表以及辐射探测器、微波发生器、逻辑元件等。利用约瑟夫森结作计算机的逻辑和存储元件，其运算速度比高性能集成电路的快10～20倍，功耗只有四分之一。
现在常用到的超导体应用主要是强电应用；弱电应勇；抗磁性应用。
1、强电应用
超导发电机：目前，超导发电机有两种含义。一种含义是将普通发电机的铜绕组换成超导体绕组，以提高电流密度和磁场强度，具有发电容量大、体积小、重量轻、电抗小、效率高的优势。
2、弱电应用
超导计算机：高速计算机要求集成电路芯片上的元件和连接线密集排列，但密集排列的电路在工作时会发生大量的热，而散热是超大规模集成电路面临的难题。
3、抗磁性应用
超导磁悬浮列车：利用超导材料的抗磁性，将超导材料放在一块永久磁体的上方，由于磁体的磁力线不能穿过超导体，磁体和超导体之间产生排斥力，使超导体悬浮在磁体上方。
超导体的基本特性
1、完全导电性
完全导电性又称为零电阻效应，指温度降低至某一温度以下时，电阻突然消失的现象。完全导电性适用于直流电，超导体在处于交变电流或交变磁场的情况下，会出现交流损耗，且频率越高，损耗越高。
2、完全抗磁性
完全抗磁性又称迈斯纳效应，“抗磁性”指在磁场强度低于临界值的情况下，磁力线无法穿过超导体，超导体内部磁场为零的现象，“完全”指降低温度达到超导态、施加磁场两项操作顺序可以颠倒。
3、通量量子化
通量量子化又称约瑟夫森效应，指当两层超导体之间的绝缘层薄至原子尺寸时，电子对可以穿过绝缘层产生隧道电流的现象，即在超导体（superconductor）—绝缘体（insulator）—超导体（superconductor）结构可以产生超导电流。
超导体在日常生活的应用
1、磁悬浮列车
利用磁体和超导体之间产生的排斥力，使得超导体悬浮在此题的上方，可以借此特点，制造无磨损轴承，可以将轴承转速提高到每分钟10万转以上。超导列车早在70年代成功地进行了载人可行性实验，1987年开始，日本开始试运行，但因为技术限制经常出现失效现象，这种现象的出现有可能是因为高速行驶产生的颠簸造成的。超导材料的应用尽管在技术上仍有一些障碍，但并不妨碍未来对这种材料的更多研究和应用。
2、无损耗输电
超导体的零电阻的特性可以用来输电和制造大型磁体。超高压输电会有很大的损耗，现如今的一些电网供电多采用高压交流电，为了稳定的应用还需要通过整流机器来讲交流电整流为直流，损耗很大，而且电网谐波的产生也会影响到供电安全。而利用超导体材料，对直流电是无损耗的传输。
超导材料主要产品
1、合金材料
超导元素加入某些其他元素作合金成分，可以使超导材料的全部性能提高。如最先应用的铌锆合金(Nb-75Zr)，其Tc为10.8K，Hc为8.7特。继后发展了铌钛合金，虽然Tc稍低了些，但Hc高得多，在给定磁场能承载更大电流。其性能是Nb-33Ti，Tc=9.3K，Hc=11.0特；Nb-60Ti，Tc=9.3K，Hc=12特(4.2K)。三元合金，性能进一步提高，Nb-60Ti-4Ta的性能是，Tc=9.9K，Hc=12.4特（4.2K）；Nb-70Ti-5Ta的性能是，Tc=9.8K，Hc=12.8特。
2、化合物
超导元素与其他元素化合常有很好的超导性能。如已大量使用的Nb3Sn，其Tc=18.1K，Hc=24.5特。其他重要的超导化合物还有V3Ga，Tc=16.8K，Hc=24特；Nb3Al，Tc=18.8K，Hc=30特。
比如超导陶瓷20世纪80年代初，米勒和贝德诺尔茨开始注意到某些氧化物陶瓷材料可能有超导电性，他们的小组对一些材料进行了试验，于1986年在镧－钡－铜－氧化物中发现了Tc=35K的超导电性。1987年，中国、美国、日本等国科学家在钡－钇－铜氧化物中发现Tc处于液氮温区有超导电性，使超导陶瓷成为极有发展前景的超导材料。
超导材料的研究还有很长的一段路需要走，但现如今的已有的成果在人们生活的各个领域都有应用，不难看出在未来超导材料的发展前景是非常优秀的。
