化合物超导材料

超导化合物构成的超导材料

化合物超导材料(superconducting compound)是由一些具有实用意义的超导化合物所构成的超导材料，属于非理想的第Ⅱ类超导体。它们不仅有着较高的超导临界温度TC和上临界磁场HC2，而且，由于存在与其晶格缺陷密切相关的不可逆磁性质(即不可逆磁化曲线或磁滞回线)，因此，临界电流密度JC也很高(见超导体临界参数)，适于制作高场磁体(9～18T)及有关的超导装置。

发展和分类

自从50年代初发现了V3Si和Nb3Sn以来，超导化合物已发现了数千种之多，大部分为金属间化合物、金属和非金属间的无机化合物及少数有机高分子化合物。自从1987年初发现超导临界温度在液氮温度(77K)以上的氧化物超导体以来，化合物超导材料又可划分为在液氦温度(4.2K)工作的低温超导材料，和在液氮温度(77K)工作的高温超导材料两大类。

电磁特性

在低TC超导化合物中，最值得注意的有A—15(见A—15型化合物超导材料)、C—15(见C—15型化合物超导材料)、B—1(见B—1型化合物超导材料)和Chevrel相(见Chevrel相超导体)等结构类型的一些化合物。它们的超导电磁特性见表1。其中A—15结构的Nb3Sn和V3Ga已有实际应用。Nb3Sn用于绕制A—15T的磁体。而V3Ga在高场下具有比Nb3Sn更高的JC，可用它产生15～18T的磁场。

除Nb3Sn和V3Ga外，Nb3Ge、Nb3Al、Nb3(Al，Ge)和Nb3Ga等均有更高的TC和HC2。特别是Pb1.0M05.1Sb和Pb0.7Eu0.3Gd0.2M06S8的HC2(0)分别达60T和70T。而V2Hf和V2(Hf，Zr)对中子辐照不敏感；NbN对辐照和应变不敏感。它们作为液氦温区工作的高场磁体、核磁共振仪、高能加速器、核聚变等超导装置，以及微电子学领域的应用具有一定的或潜在的优势。不过，这种优势将有可能被已问世的高TC氧化物超导材料所替代或削弱。但是，在较长的一段时期内，对已经实用化的Nb3Sn和V3Ga来说，研究如何提高和稳定它们的JC—H特性，改进成材工艺技术，降低制造成本，仍然有其现实意义。

制备方法

超导化合物的制备方法如表2所列有许多种，但是，由于这些化合物一般较硬而脆，且所成超导材料的临界电流IC的大小取决于其冶金因素，因此，并不是上述的所有方法都能达到实用成材工艺技术的要求。对于已实用的Nb3Sn来说，只是到60～70年代才先后形成了热浸一扩散法(见扩散法铌三锡超导材料)、化学气相沉积法(见气相沉积法铌三锡超导材料)和多芯青铜法(见青铜法铌三锡超导材料)等三种主要的商品化生产方法。它们的共同特点，都是设法将超导化合物薄层化或纤维化，并复合在合适的基体上构成一种复合导体形式(带材、线材或器件)，以满足实用要求而进入商品市场。

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