低溫超導材料

低溫超導材料分為金屬、合金和化合物。具有實用價值的低溫超導金屬是鈮，具有低臨界轉變溫度，在液氦溫度條件下工作的超導材料。

低溫超導材料
low temperature superconducting material

性能

具有低臨界轉變溫度（Tc＜30K），在液氦溫度條件下工作的超導材料。分為金屬、合金和化合物。具有實用價值的低溫超導金屬是Nb( 鈮 )，Tc 為9.3K已製成薄膜材料用於弱電領域。合金系低溫超導材料是以Nb為基的二元或三元合金組成的β相固溶體，Tc 在 9K 以上。最早研究的是NbZr合金，在此基礎上又出現了 NbTi合金 。NbTi 合金的超導電性和加工性能均優於 NbZr 合金 ，其使用已占低溫超導合金的95％ 左右 。NbTi 合金可用一般難熔金屬的加工方法加工成合金，再用多芯複合加工法加工成以銅（或鋁）為基體的多芯複合超導線，最後用冶金方法使其最終合金由β單相轉變為具有強釘扎中心的兩相（α＋β）合金，以滿足使用要求。化合物低溫超導材料有NbN (Tc＝16K)、Nb3Sn ( Tc＝18.1K) 和 V3Ga（Tc＝16.8K）。NbN多以薄膜形式使用 ，由於其穩定性好 ，已製成實用的弱電元器件 。Nb3Sn是脆性化合物 ，它和V3Ga可以純銅或青銅合金為基體材料，採用固態擴散法製備 。為了提高 Nb3Sn（V3Ga）的超導性能和改善其工藝性能，有時加入一些合金元素，如Ti、Mg等。

用途

低溫超導材料已得到廣泛套用 。在強電磁場中 ，NbTi超導材料用作高能物理的加速器、探測器、電漿磁約束、超導儲能 、超導電機及醫用磁共振人體成像儀等；Nb3Sn 超導材料除用於製作大量小型高磁場（710T）磁體外，還用於製作受控核聚變裝置中數米口徑的磁體 ；用Nb及NbN薄膜製成的低溫儀器，已用於軍事及醫學領域檢測極弱電磁信號 。低溫超導材料由於Tc低，必須在液氦溫度下使用，運轉費用昂貴，故其套用受到限制。