貌似棒子没文化，我们给他理一下！目前，已发现有二十八种元素和几千种合金和化合物，都在不同条件下显示出超导性，均可用作为超导材料。从临界角度看，超导材料家族可分为两类： 第一类高温超导体(HTS)，一般指临界温度高于约25K的超导体；第二类的低温超导体(LTS)，一般指临界温度低于约25K的超导体。 如稀土陶瓷氧化物超导体就属于高温超导体。

再从材料角度，“超导材料家族”按其化学成分大致可分为：金属元素超导体、超导化合物、合金超导体。

第1类金属元素超导体，此类元素主要聚集在在元素周期表的2个区域：左边的过渡金属区域；右边的非过渡金属区域。金属元素超导体中，有些金属元素只有在薄膜态、高压态、辐照态才会具有超导的性能。在常压下，28种金属元素具有超导电性，如金属铌（Nb），它的临界温度最高，Tc = 9.26K。在实际应用中，挑大梁者主要是铌和铅（Pb），铅的临界温度为7.201K，它们多被用于超导交流电力电缆的制造。

第2类超导化合物，将超导元素与其他元素化合后，通常会有良好的超导性能。如已被广泛使用的超导化合物铌锡（Nb3Sn）、钒镓（V3Ga）等，再有二硼化镁（MgB2）超导材料，它是2001年被发现的属六方晶系结构，简单二元金属间化合物。MgB2由镁（Mg）和硼（B）以1：2相结合，其临界温度远高于其他常规低温超导体，并以其诸多优越性能而备受青睐。

第3类合金超导材料，意指在超导元素中熔合某些其他金属元素作为合金成分，使其不仅具有超导电性且提高其性能。如最先应用的铌锆合金（Nb-75Zr），之后又研发出了铌钛合金Nb-33Ti，其性能参数Tc虽稍低些许，Tc=9.3K，但Hc较高，Hc＝11.0T，在给定磁场下便能承载更大的电流；还研发出了铌钛合金（Nb-60Ti），Tc=9.3K，Hc=12T（4.2K）。当加入金属钽（Ta）的铌钛三元合金（Nb-60Ti-4Ta、Nb-70Ti-5Ta），其性能也有一定提升。目前，铌钛合金作为超导磁体材料主要是在7～8T磁场下使用！http://t.cn/A60SYVYp

一，超导材料之所以“神奇”主要是因具有以下特性：

①零电阻：当超导材料处于超导状态时，其电阻值为0，且传输电能可无耗损，例如电磁感应所产生的无衰减持续电流，在实验中已被多次观测到。

②抗磁性：当超导材料处于超导状态时，若外磁场不超过某一定值，则磁力线就不能透入超导材料的内部，故而其内磁场恒为0。

③约瑟夫森效应：意指在2个超导材料之间，设置约1nm的薄绝缘层，当形成低电阻连接时，就会有电子对穿过该绝缘层，从而能够形成电流，但是在绝缘层的2侧并没有产生电压，于是绝缘层就成了超导材料。

④同位素效应：意指超导材料的临界温度（Tc），同其同位素质量M存在一定的关系，M值越大则Tc值越小。

二，此外，还有以下几个临界值与超导材料密切相关：

①Tc：意指外磁场为0时，超导材料由正常态转变为超导态时，或者是由超导态转变正常态时所需的温度。Tc的数值主要由超导材料而定，据测定钨的Tc最低，只有0.012K。至20世纪80年代，Tc最高值已提升到100K左右。

②临界磁场（Hc）：意指超导材料由超导态进入到正常态时，所需的磁场强度。

③临界电流（Ic）：意指超导材料由超导态进入到正常态时，通过其的电流值。

④临界电流密度（Jc）：意指当温度和外磁场增加时，Ic的数值会减少，其单位截面积所能承载的临界电流量。正是由于超导材料的参量及其临界值，极大地限制了其应用的外围条件，所以突破束缚研发新型超导材料，就成为历代超导研究者们乐此不疲的奋斗目标。

三，稀土超导材料的研发，是随着超导体研究不断地深入而展开的。1973年，科学家们研发出了含有稀土元素镨（Pr）的铌镨合金超导体，其临界温度为23.3K。1986年，科学家们研发出又一新稀土超导材料——镧钡铜氧陶瓷（La-Ba-Cu-O），含有稀土元素镧（La），并取得了突破性进展，其临界温度Tc=35K。1987年后，中国、美国、日本等国科学家们先后又发现了稀土高温超导体——钡钇铜氧化物（YBa2Cu3O7-x），含有稀土元素钇Y ，其临界温度达90K以上，因远超过氮的沸点77K，Tc处于液氮温区有超导电性，该稀土超导高温材料可以在液氮温度下工作，使稀土超导陶瓷一跃成为极具发展潜力的超导材料。

此外，另一类重要的高温超导材料，是含稀土元素钇（Y）的钙钛矿氧化物超导体（YBa2Cu3O1-x），简称“123相，YBaCuO或YBCO”。特别是重稀土，如钆（Gd）、镝（Dy）、钬（Ho）、铒（Er）、铥（Tm）和镱(Yb)部分或全部取代稀土Y，形成的一系列高Tc稀土超导材料(简称“REBaCuO或REBCO”)，有很大发展潜力。稀土钡铜氧化物超导材料，可制成单畴块状材料、涂层导体(第2代高温超导带材)或薄膜材料，分别应用于超导磁悬浮装置和永磁体、强电电力机械或弱电电子器件。

综上，稀土超导材料就是在超导材料中添加稀土，目前主要包含5种稀土元素：La、Gd、镥(Lu)、铈(Ce)、Y，其中3个为常压条件，后2个为高压条件。可使其临界温度大幅提高到70～90K，从而使超导材料能够在液氮中使用，这就极大推动了超导材料研究和应用的发展。稀土超导材料的潜在市场非常巨大，发展前途十分广阔，可将其用于采矿、能源、电子工业、医疗设备、悬浮列车等许多领域。

四，在工业中的应用，以电子工业中的超导计算机为例，它的超大规模集成电路中元件间的互连线，均采用超导材料制作，因其电阻接近零和超微发热，故而不存在散热问题。此外，超导计算机的运算速度是目前电子计算机望尘不及的，它大规模应用高温超导薄膜以加快计算速度，比硅器件快1000倍。它通过回忆信号传递速度，改善了具有普通芯片的机器性能。从而大大提高运算速度，减小计算机体积，且元件不发热、功耗非常小、无故障、高效率运行时间长。

再以发电和电力传输领域中的超导发电机（电动机）、超导变压器、超导电缆、电力传输线及储能系统等为例，采用超导技术后，就可消除或减少因传输线路电阻而产生的大量电损耗。超导（发）电机可大幅提高电机容量，减小体积和重量；超导变压器可有效降低变压器损耗，减小体积和重量；超导电缆可大幅降低输电线路损耗，大幅提高线路输送容量；超导储能可有效提高电网的安全可靠性，减小电网波动；超导限流器可在突发故障发生时限制最大电流，保证切除故障。

在人们的生活中，以超导磁悬浮列车为例，它是一种速度快、无噪音、无震动、省能源的绿色环保交通工具。1999年４月，日本研制的超导磁悬浮列车时速已达552km。我国西南交通大学研制成功的超导磁悬浮列车，最高设计时速达500km。2002年4月5日，我国第一条磁悬浮列车试验线在长沙建成通车，设计时速150km。超导磁悬浮列车的工作原理：由超导材料制成的超导线圈即超导磁铁，因其电流阻力为零，且可传导强大电流，这是普通导线根本无法相提并论的，故将其制成体积小、功率强大的电磁铁，安装于列车的车轮旁边，沿途轨道两旁安装金属铝环；当列车开始启动并前行时，轨道旁的金属环就会切割磁力线，产生了感生磁场，其方向与超导磁场相反，进而相互作用而产生一种向上浮力，导轨与机车间不存在任何实际接触，没有摩擦，起到加快车速的作用。

再有医疗中的超导体介子发生器，将超导磁体用来治疗恶性肿瘤和脑血管等疾病，该医疗器就是将高温超导材料用于了微波技术。近年来，我国超导微波器件的研究水平世界领先，主要有超导天线、超导滤波器和振荡器以及超导结型混频器等。此外，军事上利用超导可以击毁导弹。国际热核聚变实验堆（ITER），俗称“人造太阳”，该装置也大量的使用了低温超导材料。

目前，高温超导材料尤其是稀土超导材料应用技术研究正在纵深发展，超导技术进入实际应用开发与应用基础性研究相推阶段，并逐步进入高技术产业阶段。也可以说，21世纪超导技术将是最具经济战略意义的高新技术，稀土超导材料研发是有重大发展潜力的应用技术，具有无限广阔的市场前景。我国抓住了这一大发展的历史机遇，期盼我国的超导科技及超导产业再创辉煌……