各种超导线材料可广泛用于输电
昂内斯和许多科学家后来又发现了28种超导元素和8000多种超导化合物,但出现超导现象的温度大多接近绝对零度,因而这种超导材料没有什么经济价值,因为制造这种超低温本身就花钱很多而且相当困难 。
为了寻找在比较高的温度下没有电阻的超导材料,世界上无数科学家奋斗了近60年,也没有取得什么进展 。直到1973年,英美一些科学家才找到一种在23K时出现超导现象的铌锗合金,此后这一记录又保持了10多年 。
到1986年,在瑞士国际商用公司实验室工作的贝特诺茨和缪勒从别人多次失败中吸取了经验,放弃了在金属和合金中寻找超导材料的老观念,解放思想,终于发现一种镧铜钡氧陶瓷氯化物材料在43K这一较高温度出现了超导现象 。这是一个了不起的突破,因此他们两人同时获得了1987年的诺贝尔物理学奖 。
此后,美籍华人学者朱经武、中国物理学家赵忠贤等在1987年相继发现了在78.5K和98K时出现超导现象的超导材料 。这样,超导材料就可以在液氮中工作了 。
更令人振奋的是,1991年美国和日本的科学家又发现了球状碳分子C↓60在掺钾、铯、钕等元素后,也有超导现象 。超导材料的出现有可能像半导体材料一样,在世界引起一场工业和科技革命 。因为没有电阻的材料用途极为广泛:用它输送电流不会损耗电力;用它做发电机可以做得很小,但发出的电流可以很大 。例如,一台普通的大型发电机需要用15~20吨铜线绕成线圈,而如果用超导材料线圈,只要几百克就够了,而发出的电力却是一样的 。
超导材料可以 *** 大型强磁体,未来的磁悬浮列车中超导磁体是磁悬浮列车中的关键性部件,用它产生的巨大磁力才能使列车悬浮起来 。
超导材料还可以制成储电装置,把电流储存起来,供急需时使用 。1987年,美国国防部为适应“星球大战”的需要,决定建立一个用超导材料储电的装置,在和平时期,可向居民供电,在导弹袭来时,可为激光武器供电,用激光摧毁导弹 。
因为超导材料没有电阻,只要把电“注入”超导线圈,电流就可以无休止地在线圈中流动也不会有损耗 。美国设计了一个可以储存500万千瓦小时的巨型超导储电装置,它像一个巨大的轮胎,深埋在地下的核心部分是用超导材料做成的储能线圈 。它的直径就有1568米,储存的电力足以供几十万人口的城市照明用电 。
超导材料也可以 *** 高灵敏度的测量仪器及逻辑元件和存储元件 。这些元件以超导薄膜的形式应用,所用的超导薄膜的厚度只需不到1微米就够了 。用超导材料制成的量子干涉器件可测量小到10的负18次方伏特的电压差和10-18安培的电流,是磁脑照相术用仪器不可缺少的电子器件 。
优质答案2:
超导材料是一种没有电阻的材料,既能节约能量,减少电能因电阻而消耗的能量,还能把电流储存起来,供急需时使用 。自从世界上以电力作为主要动力以来,就遇到两个令人头痛的问题,一是在输送电流时,不少电力因导线有电阻而发热,白白损失了相当的能量 。另一个问题就是,白天的电力常常严重不足 。而深夜的电力又大大富余,搞得发电机常常白天超负荷运转,深夜时却空转,电力白白浪费了 。
超导材料是一种在一定条件下,能排斥磁力线且呈现出电阻为零的特性的新型材料 。目前,已发现有46种元素和几千种合金、化合物可以成为超导材料 。超导材料根据临界转变温度可分为低温超导材料和高温超导材料 。低温超导材料主要有NbTi 和Nb3Sn 材料等,高温超导材料主要有Bi-Sr-Ca-Cu-O(BSCCO)和Y-Ba-Cu-O(YBCO)材料、MgB2超导材料、铁基超导材料等 。
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