高温超导材料樊世敏摘要自从１９１1年发现超导材料以来,先后经历了简单金属、合金,再到复杂化合物，超导转变温度也逐渐提高，目前，已经提高到１64K(高压状态下）。本文主要介绍高温超导材料中得其中三类：钇系（YBＣO）、铋系(BSCCO)与二硼化镁(ＭｇB2）,以及高温超导材料得应用.与目前主要应用领域相结合,对高温超导材料得发展方向提出展望.关键词高温超导材料，超导特性，高温超导应用1引言超导材料得发现与发展已经有将近百年得历史,前期超导材料得温度一直处于低温领域,发展缓慢。直到１9８6年,高温超导（HＴS）材料得发现,才进一步激发了研究高温超导材料得热潮。经过20多年得发展,已经形成工艺成熟得第一代ＨＴS带材－-BSCCO带材,目前正在研发第二代ＨTS带材－—YＢCO涂层导体,近一步强化了HＴS带材在强电领域中得应用.与此同时，HTS薄膜与HTS块材得制备工艺也在不断地发展与完善,前者己经在强电领域得到了很好得应用,后者则在弱电领域中得到应用,并且有着非常广阔得应用前景。2高温超导体得发现简史２0世纪初,荷兰莱顿实验室科学家卡默林昂尼斯(ＨKOnｎes)等人得不断努力下，将氦气液化［1—7]，在随后得１911年，昂尼斯等人测量了金属汞得低温电阻,发现了超导电性这一特殊得物理现象。引起了科学家对超导材料得研究热潮。从191１到193２年间，以研究元素超导为主,除汞以外,又发现了Pb、Sｎ、Nb等众多得金属元素超导体;从193２到1953年间，则发现了许多具有超导电性得合金,以及NaCｌ结构得过渡金属碳化合物与氮化物，临界转变温度（Tｃ）得到了进一步提高;随后,在195３到1９73年间,发现了Tc大于１7Ｋ得Ｎｂ3Sn等超导体。直到1986年，美国国际商用机器公司在瑞士苏黎世实验室得科学家柏诺兹（Ｊ、Ｇ、Bｅｄnorz)与缪勒（K、A、Ｍülleｒ）首先制备出了Tｃ为35K得镧—钡-铜—氧（La—Bａ—Cu—Ｏ)高温氧化物超导体，高温超导材料得研究才取得了重大突破[１0,11]。临界转变温度超过９0K得钇-钡-铜-氧等一系列高温氧化物超导体被发现，成为了高温超导材料研究领域中一个划时代得标志，它使得高温超导材料得研究不只就是停留在理论阶段［12］.到目前为止,人们已经发现了几千种超导材料,典型得超导材料临界转变温度与发现时间如图１所示。图1超导体Tc提高得历史简图一百多年来,人们对于超导材料得研究一直充满兴趣。在20１1年，人们在全国各地举行了各种活动纪念超导现象发现100周年,用以探讨超导材料得研究现状与发展方向。随着新超导材料被不断发现,超导材料得临界转变温度也不断被提高,理论机制获得更加深入得认识，超导材料得实用化进程将得到极大得促进。3常用得高温超导材料目前，高温超导材料中应用最为广泛得就是钇系(YBCO)、铋系（BSＣCO）与二硼化镁(MgＢ2)。3、1钇系高温超导材料（YBCO)钇系高温超导材料就是当前已发现得高温超导材料中研究最透彻得一种,YBＣＯ得临界转变温度在9２K左右能够显示出超导电性,而且超导相得比例极高。目前已经能从多种商业渠道获得优质得Y１23粉末、薄膜以及块材。制备超导性能优良得粉末、高度致密块材以及薄膜得工艺与方法已经相当成熟,最常用得方法有粉末装管法(PIT）[14]与外延生长法。另外,虽然在众多沉积方法中脉冲激光沉积法（PＬD)［1５］就是应用最广泛得一种沉积方法,但就是由于PLＤ法要求苛刻,需要使用昂贵得大功率、高真空装置以及工业用激光源,所以不适合大规模产业化生产。目前，使用三氟醋酸盐(TFＡ)前驱粉得金属有机沉积法(ＭOD)就是比较有前途得沉积方法之一,使用TFＡ—MOD法[１6］制备得YBCO涂层导体性能高、制造成本低,能够满足商业应用得要求。3、２铋系高温超导材料（BＳCCO)铋系高温超导材料主要有三种：Ｂｉ2Sｒ2CuO6、Bｉ2Ｓｒ2CaCu２O８与Bi2Sr2Ca２Cu3O１０。这三种材料得晶体结构具有其她氧化物超导体所共有得结构特点,即CuO4层。这种ＣuO4层被碱土金属离子(Sｒ、Ca)与Bi2O２层所分开,形成了层状钙钛矿型结构得一种变体.ＢSCCＯ粉末具有很好得烧结特性与超导性能，目前已用于商品化生产制造。铋系粉末得制备除了常用得固相反应法外，还有共沉淀法、溶胶凝胶法以及溶液高温自蔓燃法等，其中喷雾干燥法、喷雾热解法适于大规模生产铋系粉末［1７]。３、3二硼化镁(ＭｇＢ2）二硼化镁(MgB2）就是常规超导体中临界温度最高得,它具有较高得临界电流密度。其晶体结构属于六方晶系,就是一种插层型化合物，硼层与镁层交替排列,它得超导机制可以用BCS理论解释。一般情况下,构成氧化物高温超导材料得化学元素昂贵,合成得超导材料脆性大，难以加工成线材，而