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对于一些人来说,超导可能是个很陌生的概念,我们知道的超导也仅限于磁悬浮列车,而随着2016年国家科技最高奖的公布,超导的概念再一次被人们所关注,今天我们一同来了解超导那些事儿。
什么是超导?
全称超导电性,是20世纪最伟大的科学发现之一,指的是某些材料在温度降低到某一临界温度,或超导转变温度以下时,电阻突然消失的现象。具备这种特性的材料称为超导体。
怎么辨别材料是否有超导性?
1933年,荷兰的迈斯纳和奥森菲尔德共同发现了超导体的另一个极为重要的性质——当金属处在超导状态时,这一超导体内的磁感应强度为零,却把原来存在于体内的磁场排挤出去。对单晶锡球进行实验发现:锡球过渡到超导态时,锡球周围的磁场突然发生变化,磁力线似乎一下子被排斥到超导体之外去了,人们将这种现象称之为“迈斯纳效应”。迈斯纳效应有着重要的意义,它可以用来判别物质是否具有超导性。超导大家庭:
“超导家族”走过了百余年,现有五个家族成员(金属和合金超导体、铜氧化物超导体、重费米子超导体、有机超导体、铁基超导材料)。
超导之超能力:
“超导家族”的“超能力”体现在生产生活的各个方面,比如超导输电、超导磁体和超导磁悬浮。
铁基超导:
2008年3月25日,中国科技大学陈仙辉领导的科研小组又报告,氟掺杂钐氧铁砷化合物在临界温度43开尔文(零下230.15℃)时也变成超导体。3月28日,中国科学院物理研究所赵忠贤领导的科研小组报告,氟掺杂镨氧铁砷化合物的高温超导临界温度可达52开尔文(零下221.15℃)。4月13日该科研小组又有新发现:氟掺杂钐氧铁砷化合物假如在压力环境下产生作用,其超导临界温度可进一步提升至55开尔文(零下218.15℃)。此外,中科院物理所闻海虎领导的科研小组还报告,锶掺杂镧氧铁砷化合物的超导临界温度为25开尔文(零下248.15℃)。
超导应用:
超导材料最诱人的应用是发电、输电和储能。高温超导材料的用途非常广阔,大致可分为三类:大电流应用(强电应用)、电子学应用(弱电应用)和抗磁性应用。大电流应用即前述的超导发电、输电和储能;电子学应用包括超导计算机、超导天线、超导微波器件等;抗磁性主要应用于磁悬浮列车和热核聚变反应堆等。