第5章 超导材料

在人们的一般观念中，金属是电的良导体，而陶瓷是电的绝缘体，电流可以通过金属传导，而不能通过陶瓷。其实，金属与陶瓷都是有电阻的材料，只不过金属的电阻率要比陶瓷的电阻率低得多。

金属具有电阻，一方面造福于人类，另一方面也给人类带来“麻烦”。正因为金属有电阻，所以当电流通过时会发热。人们利用金属的这一性质，开发出各种各样的家用电器，如电炉、电饭煲、电火锅、电褥被等，还可用电灯照明。但是，电流在输送过程中，金属的电阻也会使输电线发热，从而造成电力的极大浪费。

能不能减少金属的电阻呢？经过研究发现，金属的电阻受温度的影响。温度升高，金属的电阻会上升；温度下降，电阻会降低。但是，一般的金属导线，如电阻很小的铜线、铝线，即使温度降低到接近绝对零度（即-273℃）的极低温度下，铜的电阻仍然存在。因此，我们只能称金属是电的“良”导体。即使在这种情况下，人们还是幻想电流通过时没有损失。

一位荷兰的科学家卡麦林·昂尼斯领导的科学小组向世界报告了他们的惊人发现：在液氦温度（4.2K）条件下，汞的电阻完全消失了，处于环路中流动的电流，持续试验一年以上不见衰减而继续流动。超导现象就是这样被发现了。后来，人们把材料开始出现超导现象时的温度称为超导临界温度，并用Tc 来表示。

在发现超导现象后，昂尼斯立刻着手应用超导体来绕制强磁体。但遗憾的是，出乎他的意料，汞这种金属的超导状态即使通上不大的电流，在很弱的磁场下也会被破坏，所以这一发现没能与实际电磁性应用发生任何联系。然而，坚冰已经打破，超导现象的发现在科技界掀起了研究、探索的热潮。