超导材料：如何提高Tc值实现高温应用？

超导材料是近20年发展最快的功能材料之一。超导体是指在一定温度下材料电阻为零，并且其内部的磁感应强度始终保持为零状态，成为完全抗磁性物质。

超导现象是荷兰物理学家卡梅林·昂内斯(Kamerlingh·Onnes)在1911年首先发现的。他在检测水银低温电阻时发现:当温度低于4.2K时水银的电阻突然消失。这种零电阻现象称为超导现象，出现零电阻的温度称为临界温度Tc。Tc是物质常数，同一种材料在相同条件下有确定值。Tc的高低是超导材料能否实际应用的关键。1933年迈斯纳(Meissner)发现超导的第二个标志——完全抗磁。当金属在超导状态时，它能将通过其内部的磁力线排出体外，称为迈斯纳效应。零电阻和完全抗磁性是超导材料的两个最基本的宏观特性。(www.xing528.com)

超导为人类提供了十分诱惑的工业前景，但4K的低温让人们失去了应用的信心。此后，人们不仅在超导理论研究上做了大量工作，而且在研究新的超导材料，以及提高超导零电阻温度上进行了不懈的努力。Tc值越高，超导体的使用价值越大。由于大多数超导材料的Tc值都太低，必须用液氦才能降到所需温度，这样不仅费用昂贵，而且操作不便，因而许多科学家都致力于提高Tc值的研究工作。1973年应用溅射法制成Nb3Ge薄膜，Tc从4.2K提高到23.2K。到20世纪80年代中期，超导材料研究取得突破性进展。中国、美国、日本等先后获得Tc高达90K以上的一种含钇和钡的铜氧化物高温超导材料，而后又研制出Tc超过125K的高温超导材料。这些结果已成为科学技术发展史上的重要里程碑，使在液氮温度下使用的超导材料变为现实，将对许多科学技术领域产生难以估计的深远影响。