超導(dǎo)體的臨界條件_超導(dǎo)體的分類

　　超導(dǎo)體的臨界條件

　　超導(dǎo)體的三大臨界條件是：臨界溫度Tc、臨界電流密度Jc、臨界磁場(chǎng)Hc。

　　臨界溫度Tc：當(dāng)溫度低于臨界轉(zhuǎn)變溫度Tc時(shí)，材料處于超導(dǎo)態(tài)；超過臨界轉(zhuǎn)變溫度Tc，超導(dǎo)體由超導(dǎo)態(tài)恢復(fù)為正常狀態(tài)。

　　臨界電流密度Jc：當(dāng)通過超導(dǎo)體的電流密度超過臨界電流密度Jc時(shí)，超導(dǎo)體由超導(dǎo)體恢復(fù)為正常狀態(tài)。臨界電流密度Jc與溫度、磁場(chǎng)強(qiáng)度有關(guān)。

　　臨界磁場(chǎng)Hc：當(dāng)外界磁場(chǎng)強(qiáng)度超過臨界磁場(chǎng)強(qiáng)度Hc時(shí)，超導(dǎo)體由超導(dǎo)體恢復(fù)為正常狀態(tài)。臨界磁場(chǎng)強(qiáng)度Hc與溫度有關(guān)，關(guān)系式如下：

　　超導(dǎo)體的分類

　　超導(dǎo)體的分類方法有以下幾種：

　?。?）根據(jù)材料對(duì)于磁場(chǎng)的響應(yīng)：第一類超導(dǎo)體和第二類超導(dǎo)體。從宏觀物理性能上看，第一類超導(dǎo)體只存在單一的臨界磁場(chǎng)強(qiáng)度；第二類超導(dǎo)體有兩個(gè)臨界磁場(chǎng)強(qiáng)度值，在兩個(gè)臨界值之間，材料允許部分磁場(chǎng)穿透材料。從理論上看，如上文“理論解釋”中的GL理論所言，參數(shù)κ是劃分兩類超導(dǎo)體的標(biāo)準(zhǔn)。

　　在已發(fā)現(xiàn)的元素超導(dǎo)體中，第一類超導(dǎo)體占大多數(shù)，只有釩、鈮、锝屬于屬于第二類超導(dǎo)體；但很多合金超導(dǎo)體和化合物超導(dǎo)體都屬于第二類超導(dǎo)體。

　?。?）根據(jù)解釋理論：傳統(tǒng)超導(dǎo)體（可以用BCS理論或其推論解釋）和非傳統(tǒng)超導(dǎo)體（不能用BCS理論解釋）。

　　（3）根據(jù)臨界溫度：高溫超導(dǎo)體和低溫超導(dǎo)體。高溫超導(dǎo)體通常指臨界溫度高于液氮溫度（大于77K）的超導(dǎo)體，低溫超導(dǎo)體通常指臨界溫度低于液氮溫度（小于77K）的超導(dǎo)體。

　?。?）根據(jù)材料類型：元素超導(dǎo)體（如鉛和水銀）、合金超導(dǎo)體（如鈮鈦合金）、氧化物超導(dǎo)體（如釔鋇銅氧化物）、有機(jī)超導(dǎo)體（如碳納米管）。

　　超導(dǎo)體用途

　　超導(dǎo)磁體可用于制作交流超導(dǎo)發(fā)電機(jī)、磁流體發(fā)電機(jī)和超導(dǎo)輸電線路等。超導(dǎo)量子干涉儀（SQUID）已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化。 另外，作為低溫超導(dǎo)材料的主要代表NbTi合金和Nb3Sn，在商業(yè)領(lǐng)域主要應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的MRI（核磁共振成像儀）。作為科學(xué)研究領(lǐng)域，已經(jīng)應(yīng)用于歐洲的大型項(xiàng)目LHC項(xiàng)目，幫助人類尋求宇宙的起源等科學(xué)問題。

　　常規(guī)導(dǎo)體做磁體時(shí)，要產(chǎn)生10萬高斯以上的穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)，需要消耗3.5兆瓦的電能及大量的冷卻用水，投資巨大；而超導(dǎo)材料在超導(dǎo)狀態(tài)下具有零電阻和抗磁性，因此只需消耗極少的電能，就可以獲得這么大的穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)。