稀土材料 | 稀土超导材料- 大数跨境

首页

稀土材料 | 稀土超导材料

中国稀金谷大数据

2022-05-09

导读：点击上方蓝字关注稀金计算（中国稀土产业大数据平台），获取更多精彩内容.

点击上方蓝字关注稀金计算，更多精彩内容

超导是指当材料被冷却到特定温度T。以下时，其电阻消失的现象。通常称Tc为超导体的临界转变温度，电阻为零的状态叫做超导态，相应的这类材料称为超导体或超导体材料，超导体在电阻消失以前的状态称为常导状态，电阻消失以后的状态称为超导状态。

超导体呈现两个基本特征，即零电阻特性和抗磁特性。当温度高于临界转变温度时，超导体进入正常态，表现为正常状态下的相应特性。一般情况下，超导材料不是良导体，例如Pb、Sn、Nb3 Sn、NbTi、MgB2、YBa2Cu3O，等不良导体军事超导材料，而通常的Au、Ag、Cu等良导体材料却不是超导体。

人类最初发现超导现象是在1911年，当时荷兰低温物理学家K．Onnes在研究低温条件下汞的电阻时，发现当温度降至4.2K的超低温以下时，汞的电阻突然消失，呈现超导状态。后来又陆续发现Nb、Tc、Pb、La、V、Ta等十多种金属均有此现象。

虽然超导现象发现至今已超百年，且于20世纪30年代和50年代相继建立了超导理论基础和超导微观理论，但超导材料的实际应用时间却并不长。最初的超导材料主要是Nb-Zr、Nb-Ti、Nb3-Sn等合金和化合物，其临界磁场强度H。可达4～8T，但超导临界温度T。仍停留在4.2K的水平，因此只能在接近液氦的超低温下使用。1961年首次将Nb3Sn做成实用螺管，60～70年代，Nb3Sn材料得到进一步发展，此外V3Ga、Nb3Al等化合物也得到了发展，其T。超过23K，H。达10～20T。

但即使1973年发现的Nb3Ge合金，其超导临界温度也仅为23.2K。要获得和保持如此低的温度，在技术上还是相当困难的，因此过去往往将超导技术与低温技术联系在一起，称之为“低温超导”。

为了使超导技术进一步得到实用化发展，寻找临界温度较高以便能在液氮温度（77K）下甚至室温下工作的“高温超导”材料，成为材料工作者关注和研究的重要课题，人们发现稀土元素在此领域中具有重要应用。

20世纪80年代中后期以来，超导技术得到突破性发展。1986年，瑞士、美国、中国相继发现了Tc为30K、36K、40K、48.6K的超导体。其中瑞士苏黎世研究所的K．A．米勒和联邦德国的J．G．贝德尔茨，率先于1986年在氧化物材料，特别是以稀土镧为组分的氧化物超导材料（LaBa2CuO4）中取得重大突破，并因在超导材料方面的成就于1987年10月获得诺贝尔物理学奖。

随后超导技术发展迅速，临界温度记录不断刷新，1987年，中国、日本及美国几乎同时发现了由稀土钇所构成的Y-Ba-Cu-O系（YBa2CuO4）超导材料，其超导转变温度Tc达到92K，是一种具有实用价值的高温超导材料。接着人们相继发现，镧系稀土元素除铈、铽、镨外，均能形成通式为REBa2Cu3Oy的高温超导陶瓷，其超导转变温度介于约92（RE＝Y）95K（RE＝Nd）之间，形成的一系列高T。稀土超导材料（简称RE-BaCuO或REBCO），有很大应用潜力。

由于稀土超导材料是一种高温超导材料，可使所需的环境工作温度由低温超导材料的液氦区（Tc＝4.2K）提高到液氮区（Tc＝77K）以上，不但给实用操作带来了方便，因液氦的价格约为液氮价格的60倍，因此其成本费用也降低很多。随着一些相关应用技术前沿问题的初步解决，稀土超导陶瓷在高温超导领域中的应用开发将展现出更为广阔的前景。

【声明】内容源于网络

中国稀金谷大数据

中国稀金谷大数据中心（bigdata.jxust.edu.cn）官方公众号，关于稀土和稀有金属等产业的最权威的信息平台，提供稀土、钨、铜、锂和新能源汽车等领域的多维数据和行业动态，为政府、企业和科技工作者提供资讯参考、数据分析和应用服务。

内容 3755

粉丝 0

中国稀金谷大数据中国稀金谷大数据中心（bigdata.jxust.edu.cn）官方公众号，关于稀土和稀有金属等产业的最权威的信息平台，提供稀土、钨、铜、锂和新能源汽车等领域的多维数据和行业动态，为政府、企业和科技工作者提供资讯参考、数据分析和应用服务。

总阅读41

粉丝0

内容3.8k