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超导电性有什么应用?

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问题描述:超导电性有什么应用?

领域专家:超导体具有很多优良的特性,比如零电阻特性、完全抗磁性、低热导特性等等。我们可以利用超导体的这些特性应用于我们的生产生活和科研。

超导开关

超导体具有很多特殊的性质,除了以上我们提到的零电阻特性、完全抗磁性、低热导特性等等,超导体具有临界转变温度、临界磁场以及临界电流,这些性质可以让我们利用超导体来做成各种开关,比如电阻开关、电感开关、热开关等等。

超导磁屏蔽

封闭的中空超导体,当其处于超导态时内部磁场为零,外部磁场对壳内的影响完全被壳上的超导电流所抵消。因此可以利用超导体的中空壳来实现很好的磁屏蔽。在下面我们提到的SQUID中就是利用超导体包围住SQUID,使其工作不受外磁场的影响。

SQUID

SQUID全称是超导量子干涉仪,即 Superconducting QUantum Interference Device。SQUID的发明是人类测量弱磁场的一个 转折点。在SQUID发明之前,人类对于一些很低的磁场测量基本上无能为力。但是SQUID发明之后,人类能测量的磁场达到了10^-8奥斯特甚至更低。

图1. SQUID实物图

超导磁体

早在1933年门德尔松就用铅铋合金线绕制成了超导磁体,但是该种材料的临界电流很低,产生的磁场很弱。1961年,孔梓勒等人利用Nb3Sn绕制成了超导磁体,由于Nb3Sn的临界电流密度很高,产生的磁场可以达到9T。之后,超导磁体便开始应用在了各个领域。与我们比较相关的应该就是医院的核磁共振仪,它的磁场就是超导磁体产生的。

为了达到更高的磁场,我们必须寻找具有更高的临界磁场或者临界电流的超导材料,这也是超导应用领域的一个研究方向。

图2. 医院用的核磁共振仪

 
关键词: 超导电性

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