超导材料的特性、发展及其应用 1 . 超导材料简介 1 .1 超导材料的三个基本参量 超导材料是指在一定的低温条件下会呈现出电阻等于零以及排斥磁力线的性质的材料，其材料具有三个基本临界参量，分别是： 1> 临界温度 Tc：破坏超导所需的最低温度。Tc 是物质常数，同一种材料在相同条件下有确定的值。Tc 值因材料而异，已测得超导材料 Tc 值最低的是钨，为 0.012K。当温度在 Tc以上时，超导材料具有有限的电阻值，我们称其处于正常态；当温度在 Tc 以下时，超导体进入零电阻状态，即超导态。 2> 临界电流 Ic 和临界电流密度 Jc：临界电流即破坏超导所需的最小电流，Ic 一般随温度和外磁场的增加而减少。单位截面积上所承载的 Ic 称为临界电流密度，用 Jc 来表示。 3> 临界磁场 Hc：即破坏超导状态所需的最小磁场。 图 1-1 位于球内的部分为超导状态 超导材料的这些参量限定了应用材料的条件，因而寻找高参量的新型超导材料成了人们研究的重要课题。以 Tc 为例，从1911 年荷兰物理学家昂纳斯发现超导电性(Hg，Tc=4.2K)起，直到1986 年以前，人们发现的最高的 Tc 才达到23.2K(Nb3Ge，1973)。1986 年瑞士物理学家K.A.米勒和联邦德国物理学家J.G.贝德诺尔茨发现了氧化物陶瓷材料的超导电性，从而将Tc 提高到35K；之后仅一年时间，新材料的 Tc 已提高到了 100K 左右。如今，超导材料的 Tc 最高已超过了 150K[1]。 1 .2 超导体的分类 第Ⅰ类超导体：第I 类超导体主要包括一些在常温下具有良好导电性的纯金属，如铝、锌、镓、镉、锡、铟等，该类超导体的溶点较低、质地较软，亦被称作“软超导体”。其特征是由正常态过渡到超导态时没有中间态，并且具有完全抗磁性。第I 类超导体由于其临界电流密度和临界磁场较低，因而没有很好的实用价值[2]。 第Ⅱ类超导体：除金属元素钒、锝和铌外，第II 类超导体主要包括金属化合物及其合金。第II 类超导体和第I 类超导体的区别主要在于： (1) 第II 类超导体由正常态转变为超导态时有一个中间态(混合态)； (2) 第II 类超导体的混合态中有磁通线存在，而第I 类超导体没有； (3) 第II 类超导体比第I 类超导体有更高的临界磁场、更大的临界电流密度和更高的临界温度。 第II 类超导体根据其是否具有磁通钉扎中心而分为理想第II 类超导体和非理想第II 类超导体。 理想第II 类超导体的晶体结构比较完整，不存在磁通钉扎中心，并且当磁通线均匀排...
