超导技术的发明<%=id%>

超导体的发明

       超低温条件，在低温条件下物质表现出一种奇异特性，人们称之为超导现象。这里的低温是以“绝对温度”衡量超低温。其“绝对零度”为－273.15C。“绝对温度”的1度为1开，用字母“K”表示。关系式为：T（绝对温度）＝t（摄氏温度）＋273.15（K）

      值得指出的是，从19世纪始，人类为获得这种超低温，进行了持续不懈的研究。科学家们通过对某种气体增大压强使之“液化”，得到了超低温。在这方面的突出人物是荷兰莱顿实验室的物理学家翁尼斯，他在1908年的一天，通过实现对氦气的液化，获得了4.25K（－268．9℃）至1．15K（－272℃）的超低温。

第一个超导体的发明

      1911年，翁尼斯和他的助手们在实验中发现了一个特殊的现象：当金属导体的温度降到10K以下时，其电阻会明显下降。于是，他们选择水银作为研究对象。一天，当他们观察超低温下水银的电阻变化时，发现在4.15K（－269C）的低温时，水银的电阻突然消失。翁尼斯的神经立即绷了起来，简直不敢相信自己的眼睛。他让助手重新做了一遍实验，结果还是出现了电阻消失的现象。翁尼斯和助手们拥抱在一起，流下了激动的泪水。翁尼斯称这种现象为“超导电现象”，将具有这种性质的物质称为“超导体”，将电阻为零的温度称为“转变温度”,不久，翁尼斯又发现锡的“转变温度”为3.8K，钻的转变温度为6K。此后，人们又发现铍、钴、锌、镓、铬、铝等24种元素是超导体。

超导永动试验

      翁尼斯的发现具有重大的科学意义和实用性。多年来，科学界一直都在嘲笑那些幻想制造“永动机”的天真人士。那么，“水动机”难道真的永远只是美梦吗？在许多情况下，人们使用电能的目的并不是获得热能。例如，人们使用电灯的目的是获得光，使用电动机的目的是获得机械能。但在现实中，电流因电阻产生的热能却造成电能的衰减，带来不必要的浪费。翁尼斯为此做了一个重要实验，他使电流通过一个冷却到4K的铅线回路，一年后，线圈中的电流仍然没有减弱地流动着。翁尼斯相信，超导线圈可形成工业磁体，这样的超导磁体由于内部没有电阻损失，则无需提供连续的能源而运行。这样，‘永动机’的梦想不就可以实现了吗？

      到了1954年，人们在液氦低温条件下进行了一项‘消导持续电流实验”。在随后长达两年的时间里，持续的电流未见减弱迹象。最后只是由于中断了液氨的供应才中止实验。

进一步的发现

      完全的导电性和完全的抗磁性，毫无疑问，超导体具有完全的导电性，它可无损耗地传输直流电流。同时，人们还知道，凡电流都必然要产生磁场。

      可在20世纪30年代，荷兰人迈斯纳通过实验惊奇地发现，如果超导体碰到磁场，会在超导体表面形成屏蔽电流，将磁力线排斥在超导体之外，使超导体内部的磁感应强度总是为零。而当外部磁场足够大时，磁场将穿透超导体，使超导性丢失，一项实验显示：一块永久磁体可以使浸泡在液氦中的超导体悬浮起来。这种现象被称为“迈斯纳效应”。

新型超导材料

      1911年发明出第一个超导体以来，人们一直寻找“转变温度”更高的超导材料。但直到1985年，超导材料的“转变温度”还只为23.2K。

      从1986年开始，超导材料的“转变温度”有了突飞猛进的提高。1986年4月，IBM的研究人员将转变温度提高到30K。1987年初，中国、日本和美国采用金属氧化物，将超导体的“转变温度”提高到100K以上。1987年3月 9日，日本宣布获得了 175K的超导材料。随后，美国、日本又获得了 180K、270K的性质稳定的超导材料。

       新型超导材料的发明，为超导技术的实际应用开辟了广阔前景。

超导技术的应用

      继日本、德国之后，我国开始建造磁悬浮列车。磁悬浮列车每节车厢下的车轮旁边都装有小型超导磁体，在地面上的轨道两侧埋没一系列闭合铝环线圈，当列车向前运动时，给列车上的饿超导体接通电流产生强磁场，地面上的线圈与强磁场相切割而产生很强的感应电流。这些感应电流所产生的磁场与列车上的超导磁体产生的磁场方向相反，形成排斥力，使列车悬浮起来。这种悬浮力会随列车运行速度的提高而增强。磁悬浮列车的行驶速度可以达到每小时500公里以上。

磁悬浮列车的建造，标志着超导技术的应用进入到一个更加广阔的阶段。有关专家预言，超导技术将在21世纪占有更加重要的地位。