
超导体的应用1、材料的超导性可用于制作磁体,可用于电机、高能粒子加速器、磁悬浮运输、受控热核反应、储能等。可以制作大容量输电用的电力电缆;可用于制作通讯电缆和天线,性能优于常规材料。
2、利用材料的完全抗磁性,可以制作无摩擦陀螺仪和轴承。
3、利用约瑟夫森效应,一系列精密测量仪器、辐射探测器、微波发生器、逻辑元件等。可以制造。利用约瑟夫森结作为计算机的逻辑和存储元件,其运算速度比高性能集成电路快10 ~ 20倍,功耗只有四分之一。
高温超导材料的应用由于高温超导材料的低温要求严格,其在日常生活中的应用受到限制。在实际应用中,材料的制备成本高,临界电流和临界磁场尚未达到大规模应用的水平,氧化物高温超导材料的各向异性、大量晶界、相干电子长度短等特性严重限制了导线的长距离应用。
高温超导材料在强电强磁方面的应用主要有超导磁流体发电、高温输电、超导发电机和电机、高温储能、高温超导磁悬浮列车等。弱电、弱磁的应用主要有高温计算机、超导量子干涉仪、高温开关等。
高温超导薄膜用于谐振器、滤波器等器件,块体材料用于磁悬浮、储能飞轮等。超导体的制备技术将进一步提高,比如单晶生长和薄膜制备技术,已经取得了很大的突破。高温超导技术的应用将造福越来越多的人类,也将创造出比BCS理论更完善的理论来解释高温机制。
最近,威斯康星大学材料科学与工程教授Chang-Beom Eom的研究团队开发出了一种独特的多层超导体。这种高温材料由氮族元素的化合物组成,与大多数高温超导材料不同的是,使用了铌、汞等导电元素,或者氮族五种元素中的一种掺杂了钛酸锶氧化物。这个发现离人类又进了一步他渴望创造一种室温超导体。
低温超导材料的应用(1)采用超导材料的电站通过长输电线向用户输电。由于导线的电阻,当电流通过传输线时,消耗了一部分电能。如果超导电缆采用超导材料进行传输,那么传输线上的损耗将会降低到零。
(2)超导发电机制造大容量发电机,关键部件是线圈和磁铁。由于导线的电阻,线圈发热严重,如何冷却线圈成为难题。如果超导发电机采用超导材料,线圈采用非阻性超导材料,根本不会发热,这样就可以解决冷却问题,功率损耗可以降低50%。
(3)普通列车绝对不可能达到磁悬浮高速列车500kmh-1的速度。如果在列车上安装超导磁体,铝环铺设在地面轨道上,两者之间的相对运动会在铝环中产生感应电流,从而引起磁斥力。火车会被抬离地面10厘米左右,这样火车就可以浮在地面上,高速前进。受控热核聚变能释放大量能量。为了让核聚变反应持续进行,等离子体必须被约束在108,这就需要一个强磁场,而超导磁体可以产生约束等离子体所需的磁场。只有当人类掌握了超导技术,才能实现可控热核









