超导材料的应用及前景展望

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摘 要 文章介绍了超导材料在电力、交通、医学方面的应用，并对国内外超导材料的发展情况做了简要说明，对其应用前景作了展望。

关键词 超导材料 应用 发展 展望

中图分类号：O511.9 文献标识码：A

0前言

超导材料是指在低于特定的温度时，电阻为零的材料，它具有零电阻性，完全抗磁性，宏观粒子效应等特征。自1911年荷兰物理学家Kamerling Onnes发现超导现象以来，超导材料的发展迅速，并在电力、交通、医疗等方面相继得以应用。尽管超导材料的使用还未普及，但超导技术及材料的普及必将引起一次新的工业革命。

1超导材料应用

1.1超导材料在电力技术中的应用

当今，电已经成为人们生活及社会生产等不可或缺的一方面。如何提高超导电力技术作为一种高效节能的供电方式，被美国能源部誉为“21世纪电力工业唯一的高新技术”。超导技术的研究为我们研究电力开辟了一条新的道路。

1.1.1超导电缆

人们将无电阻损耗、高电流密度的低温或高温超导线材制成超导电缆，并以液态氦或液态氮作为冷却介质冷却。超导电缆电流输送能力高于同样截面的普通电缆2-4倍；损耗仅为常规电缆的10%甚至更低；其强大的载流能力可减少输电线的使用，节约资源；同时符合绿色地球理念，绿色无污染。

1.1.2超导发电机

超导发电机的应用是在常规发电机的基础上，把发电机转子用超导材料代替而制成的。超导发电机体积仅是常规发电机的1/2，重量为常规发电机的1/3，但它的发电效率却可提高50%，紧凑性也大为提高。在飞机、舰艇等方面应用超导发电机，可以使超导发电机如鱼得水的发挥其优势，同时也可满足人们在速度效率等方面的要求。

除超导电缆，超导发电机外，超导电力技术还被应用在了超导变压器，超导故障电流限制器，超导储能器等方面，可以说超导材料的不断发展也伴随着电力技术的不断进步。

1.2超导在交通领域的应用

随着人们对出行方式的不断优化，超导磁悬浮列车将会作为一种新的交通工具走进人们的生活。磁悬浮列车以其优于常规列车的速度，环境友好性，安全性，爬坡能力，舒适度等特性，必将极大地改善人们的出行方式与质量。磁悬浮列车的研制，也符合当前改善交通拥堵问题的基本要求。

1.3超导在医疗领域的应用

利用超导材料的周围磁场高均匀度，超级导磁能力等性质，超导体被运用在某些检测仪器中。例如超导技术在医疗上应用的成功范例之一――核磁共振仪。核磁共振成像在主磁体采用超导磁体后，磁场强度更强，稳定性大大提高，缩短了测量时间且成像更加清晰。它可以用来进行某些疾病的早期诊断，如检查骨头或肌肉的损伤以及癌症等疾病，中医经络原理的研究，化学活体检测等。

2超导材料发展

随着科技的日新月异，新的超导材料不断被发现。但因不同的本征特征，合成工艺及环境污染等因素的限制，使得有的超导材料失去了实用价值，而有的超导材料却极具实用价值。如制造超导电缆的各种线材，磁悬浮列车的应用等。

以磁悬浮列车为例，目前磁悬浮列车技术处于前列的是日本与德国，日本与德国分别于1962年、1968年开始研究磁悬浮技术。德国在1971年进行了时速90km/h的列车载人实验，日本在1972年研制出了时速达204km/h的列车，而中国在1994年磁悬浮列车载人实验成功，成为了掌握磁悬浮技术的少数国家之一，继而在2002年研制出了可以载客的磁悬浮列车。

除以上谈到的发展之外，超导材料还在制造超导逻辑器件与超导电脑，航海与航空领域等得以发展。

3超导材料前景展望

超导技术是21世纪具有战略意义的高科技，它的研制将会带来难以估测经济及社会效益。当超导材料及技术达到普及之后，会给国家带来变革性的影响，我国的科技水平的提高以及综合国力的提升，也会迈上一个新的台阶。因此，对于超导的研究，将会是各国的一个热点问题。例如，美国将超导技术作为能源战略之一，以此足见超导材料的重要性。

结语：

尽管超导材料与技术有如此多的应用及优点，但它也存在着许多人们目前尚未克服的技术困难，这也是超导应用尚未普及的原因之一。因此，要想超导材料及技术真正的造福人类，还需要无数科学工作者的不懈努力。

参考文献

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