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超导电性的应用
来源:科技百科 专题:物理天地 ( 字号:   )

1911年超导电性发现时,其临界转变温度为Tc=4.2K,即-268.8C,到1973年才获得超导体Nb3Ge 的最高临界转变温度为Tc=23.2K,其间平均每年超导临界温度的提高只有0.3K,而1973年以后又出现了10年的停顿.可是从1986年起,超导研究却突飞猛进,1月,临界温度提高到30K左右;10月,提高到33K;12月,在先后几天的时间内,Tc 迅速提高,15日为40.2K,26 日为48.6K,30 日为52.5K.这其间临界温度的提高,全是得益于超导材料的更新、变化.1987年2月16 日,美国朱经武把临界温度提高到92K.1987年2月24 日,这应该是中国人自豪的日子,中国科学院举行中外记者招待会,宣布物理所的赵忠贤、陈立泉等13 名研究人员获得液氮温区超导体,起始转变温度为100K 以上,出现零电阻温度为78.5K! 从1986年到1987年不到两年时间里,起始转变温度迅速提高,平均每年递增40K 还多.这种超导热潮确实让人高兴,但物理学家如此醉心于提高临界转变温度到底为了什么?

首先,电能的输送将是超导体最重要的应用之一.超导体输送电能的实现可能比其它方面的应用需要更长的时间,但毫无疑问,它的实现必然是全部超导技术中一个最稳定的发展.目前世界上几乎每隔十年,对电能的需要就会增长一倍,然而却有大约30% 的电功率在输送电路上因热损耗而白白浪费掉.由于现在采用的电能输送方式已走入了死胡同,人们普遍希望能大规模地采用超导体.我们现在为什么不用超导体呢? 原因就在于超导电性只有在很低的温度下才会出现(液氦温度为4K 左右,和我们日常生活中说的摄氏温度相对应则是-269℃),有人说用液氦包上超导体来输电不行吗? 这在理论上可以,在实践上却不行,原因很简单,液氦很昂贵.目前,物理学家把超导体临界温度提高到液氮区(70K 左右),情况就好多了,因为液氮便宜,价格为液氦的十分之一左右,虽在输电应用上仍有困难,但总是看到了曙光!

其次,超导体临界温度的提高为超导体在其它方面的应用开辟了广阔前景.目前,超导电子显微镜、超导高速电子计算机、理想的磁屏蔽系统,微波技术更新等等正方兴未艾,相信随着超导理论的进一步完善和发展,超导体新材料的继续研制,超导必将对整个社会发展产生巨大的推动作用。

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