簡介
超導體纖維是指具有高臨界溫度、高臨界磁場和高臨界電流密度的超導體所構成的纖維。它由超導固態合金及超導氧化物等組成。如含鈦量60%~70%的鈮鈦合金纖維,由含Mn、Ba、Cu元素組成的超導氧化物與高聚物結合製得的超導纖維等,它們都可製成有高臨界電流密度和低燃燒性的纖維,可作高磁場裝置的磁性材料和性能優良的輸變電材料。
超導體纖維研究
超導體纖維是指由具有高臨界溫度Tc、高臨界磁場Hcz以及高臨晃電流密度Jc的超導體所構成的纖維。超導體主要包括兩大類,即有延性的固體合金和有晶體結構的脆性金屬互化物。目前,第一類套用較廣。例如含鈦量60%~70%的鈮鈦合金超導體纖維。它為由多根合金長絲排列於銅基質中構成的複合結構。在一根這樣的直徑為0.64mm,以銅為基質的纖維中,共含有鈮鈦合金長絲1345根。
又例如國外開發的一種高密度超導體纖維,它所用的材料是一種M、Ba、Cu的三元混合物的超導氧化物,其分子式可歸納為:MBa
2Cu
3,其中x為從6.5~7.0的數值,M為從釔、釹、釤、鏞、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、鑥所組成的一族元素中選出的,且為分散、可紡,能化學均相無定形的金屬。在超導氧化物中,M∶Ba∶Cu三者的原子比為1∶2∶3。制纖時。MBa
2Cu
3被分散在可溶於有機溶劑的有機高聚物中。分散組分的重量比至少應在70%以上,基質聚合物及其溶劑比較理想的組合有:聚乙烯—二甲苯,聚苯乙烯—二甲苯,聚氨酯—二甲基乙醯胺。超導氧化物經混合、乾燥煅燒後再通過螺桿擠壓紡絲,製得的纖維再經高溫去除溶劑及進行超過1000℃的高溫處理。就得到有相當大的高臨界電流密度和低燃燒性的超導纖維。這種纖維在77K時,高臨界
電流密度可達到100A·s/cm
2左右。由於有這些優越的性能,因此超導纖維正日益受到人們的重視,如可以將它用於高磁場裝置磁性材料和性能優良的輸變電線等。