研究超导体(或材料)处于超导状态(其电阻、磁阻趋近于零)下的一系列效应、制造工艺及其应用的一门新兴技术。超导技术在军事上有着广泛的应用潜力,主要包括超级磁体(如发电机、定向能武器、电磁泡),磁和电磁传感器(如超导陀螺),超导电子学(如超导计算机),粒子加速器等。
超导技术chaodao jishusuperconductor technology
研究和开发超导体(材料)及其应用的技术。
具有超导电性的物体称之为超导体。超导电性是导电材料在温度和磁场都小于一定数值的条件下,电阻和体内磁感应强度都突然变为零的性质。
1911年,荷兰物理学家卡曼林—昂尼斯在低温下测定汞的导电性能时,首次发现当温度降至4.2K时,汞的电阻突然消失了,这种现象被称之为超导性。现已发现,许多金属和化合物都可成为超导体。物体从正常状态过渡到超导状态是一种相变,发生相变时的温度称为超导体的“转变温度”(或“临界温度”),当温度高于“临界温度”时,超导性就被破坏了。
物体的超导现象从发现至今已有80余年,但超导作为一门新技术,真正考虑其应用则是从20世纪60年代开始的。例如,先后出现了超导电磁悬浮实验车及超导电子学器件——磁强计和红外探测器等等。在1986年以前,已知超导体的最高转变温度也只有23.2K,多数已知超导体的转变温度还要低得多。这样低的转变温度只有利用液态氦才能达到。由于氦资源非常稀少,液化氦的制备技术复杂、费用高,所以极大地限制了超导技术的大规模应用。
1986年4月,瑞士科学家缪勒、柏诺兹师生两人首先发现钡镧铜氧体系化合物在30K左右成为超导体。日本、美国和中国等国科学家也相继发现了高转变温度的超导材料。例如,1986年12月,中国科学院物理所获得转变温度48.6K的超导材料;1987年2月,中国科学家获得液氮温区超导体;1987年3月,中国科技大学获得转变温度93K的钡钇铜氧超导材料;1987年4月,中国科学院化学所在中国首次研制成功液氮温区超导线材。
高转变温度超导体的突破和由液氦温区推进到液氮温区,是一次划时代意义的飞跃,预示着人类开始进入超导技术开发应用时代。
超导技术的应用十分广泛。现已逐步应用于高能物理实验、受控核聚变、超导储能、超导输电、交通运输和军事技术。
超导技术的发展向人们提示,它对国民经济、军事技术、科学实验以及医疗与生物工程等领域的发展具有重要和独特的作用。它具有强大的生命力,蕴藏着巨大的开发前景。