超导的好处超导材料有什么好处?实际应用方面!

超导的好处超导材料有什么好处?实际应用方面!

当电流通过金属时,金属会发热.用熔点高的金属丝制成的电热原件,当有电流通过时,电能将转换为热能,从而获得高温.Ni-Cr、Ni-Cr-Fe、Ni-Cr-Al等合金以及W、Mo、Pt等金属就是常用的电热元件材料.电流通过金属（或合金）而使金属发热是由于金属内部存在着电阻,电阻具有阻碍电流通过的性质.人们早已知道,金属的电阻随温度的升高而增大,电阻的增大反过来又促进金属的发热,如此恶性循环,用金属导线送电时,传输的电流因而受到限制,如铜导线在自然冷却的条件下,允许通过的最大电流密度为2～6A／mm2；电流再大,会因发热过多而有烧坏导线的危险.金属的这一弱点,促使人们去研究低温时金属电阻的变化.金属材料的电阻通常随温度的降低而减小.20世纪初,科学家发现汞冷却到低于4.2K时,电阻突然消失,导电性几乎是无限大的,当外加磁场接近固态汞随后又撤去后,电磁感应产生的电流会在金属汞内部长久地流动而不会衰减,这种现象称为超导现象.具有超导性质的物体称为超导体.超导体电阻突然消失的温度称为临界温度（Tc).在临界温度以下时,超导体的电阻为零,也就是电流在超导体中通过时没有任何损失.超导体的最突出的性质是它们处于超导状态时,材料内部的电阻为零,电流通过时不发热,每平方毫米允许通过的电流可达到数万安培.超导体的另一性质就是将超导体放入磁场中,超导体内部产生的磁感应强度为零,具有完全的抗磁性.目前,已发现近30种元素的单质,8000多种化合物和合金具有超导性能.超导材料大致可分为纯金属,合金和化合物三类.具有最高临界温度（Tc）的纯金属是镧,Tc=12.5K；合金型目前主要有银钛合金,Tc=9.5K；化合物型主要有银三锡,Tc=18.3K；钒三镓,Tc=16.5K.1986年以来,高温超导体的研究取得了重大突破.1987年发现,在氧化物超导材料中有的在240K出现超导迹象.由镧、锶、铜和氧组成的陶瓷材料在287K的室温下存在超导现象,这为超导材料的应用开辟了广阔的前景.超导材料可制成大功率发电机、磁流发电机、超导储能器、超导电缆、超导磁悬浮列车等.用超导材料制成的装置,具有体积小,使用性能高,成本低的优点.

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