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超导电性及超导材料（第1页）

超导电性及超导材料

为什么低温下的超导态汞会在弱磁场中失去超导能力呢?从1911年到1932年，尽管发现的超导体的数目在不断增加，但人们还是没有解决这一问题，一直认为温度对超导有影响，而磁场对超导体和理想导体的作用一样，磁力线可以穿过超导体。

直到1933年，迈斯纳和奥克森菲尔德两位科学家在测定金属锡和铅在磁场中冷却到超导温度下的内外磁通量分布时，发现了与传统观念不一样的奇怪现象：超导体中的磁感应强度变为零。这就是说，磁力线不能通过超导体，在超导体中，磁力线全部被“赶”出来了。

超导体的这种性质叫做超导体的“完全抗磁性”。超导体的完全抗磁性的现象也被称之为迈斯纳效应。

迈斯纳效应表明了，不仅是外加磁场不能进入超导体的内部，而且原来处在外磁场中的正常态导体，当温度降低使它变为超导体时，也会把超导体内的磁场完全排除出去。超导体的完全抗磁性为磁浮现象提供了原动力。这样，超导体的超导电性除了电阻为零的特征外，另一个特征就是完全的抗磁性。这也是衡量一种材料是否是超导体的判据。

迈斯纳和奥克森菲尔德关于磁场对超导体影响的研究，启发了人们，后来又发现，当外磁场超过某一临界值时，材料的超导性会被破坏。原来超导金属和合金在低温时的超导性，除了极低温度外，只有对于一定磁场强度范围内的磁场来说才是合适的。一旦外加磁场强度超过一定限度，超导体就变为普通的导体了。

我们都知道，一根导线当有电流通过时，导线的周围会产生磁场。当超导体的电流密度达到一定值后，它在超导体的周围产生的磁场强度就有可能超过它的临界磁场，从而破坏超导体的超导状态。这就很好地解释了昂尼斯用汞金属超导体来制作强磁体失败的原因。

由于电流与磁场的“亲密”关系，超导体能承担的电流密度也是有限的，也就是说，超导体容许通过的电流密度也有一个临界值Jc，超过这个临界值，它的超导电性便会被破坏。所以说，超导体有三个性能指标。其一是超导转变温度Tc。当超导体低于某一温度Tc时，便出现完全导电和迈斯纳效应等基本特性。超导材料转变温度愈高愈好，越有利于应用。临界磁场Hc是超导体第二个指标。当T