當電流通過金屬時，金屬會發熱。用熔點高的金屬絲制成的電熱原件，當有電流通過時，電能將轉換為熱能，從而獲得高溫。Ni-Cr、Ni-Cr-Fe、Ni-Cr-Al等合金以及W、Mo、Pt等金屬就是常用的電熱元件材料。

　　電流通過金屬（或合金）而使金屬發熱是由于金屬內部存在著電阻，電阻具有阻礙電流通過的性質。人們早已知道，金屬的電阻隨溫度的升高而增大，電阻的增大反過來又促進金屬的發熱，如此惡性循環，用金屬導線送電時，傳輸的電流因而受到限制，如銅導線在自然冷卻的條件下，允許通過的最大電流密度為2～6A／mm2；電流再大，會因發熱過多而有燒壞導線的危險。金屬的這一弱點，促使人們去研究低溫時金屬電阻的變化。

　　金屬材料的電阻通常隨溫度的降低而減小。20世紀初，科學家發現汞冷卻到低于4.2 K時，電阻突然消失，導電性幾乎是無限大的，當外加磁場接近固態汞隨后又撤去后，電磁感應產生的電流會在金屬汞內部長久地流動而不會衰減，這種現象稱為超導現象。具有超導性質的物體稱為超導體。超導體電阻突然消失的溫度稱為臨界溫度（Tc)。在臨界溫度以下時，超導體的電阻為零，也就是電流在超導體中通過時沒有任何損失。

　　超導體的最突出的性質是它們處于超導狀態時，材料內部的電阻為零，電流通過時不發熱，每平方毫米允許通過的電流可達到數萬安培。超導體的另一性質就是將超導體放入磁場中，超導體內部產生的磁感應強度為零，具有完全的抗磁性。

　　目前，已發現近30種元素的單質，8 000多種化合物和合金具有超導性能。超導材料大致可分為純金屬，合金和化合物三類。具有最高臨界溫度（Tc）的純金屬是鑭，Tc=12.5 K；合金型目前主要有銀鈦合金，Tc=9.5 K；化合物型主要有銀三錫，Tc=18.3 K；釩三鎵，Tc=16.5 K。

　　1986年以來，高溫超導體的研究取得了重大突破。1987年發現，在氧化物超導材料中有的在240K出現超導跡象。由鑭、鍶、銅和氧組成的陶瓷材料在287K的室溫下存在超導現象，這為超導材料的應用開辟了廣闊的前景。

　　超導材料可制成大功率發電機、磁流發電機、超導儲能器、超導電纜、超導磁懸浮列車等。用超導材料制成的裝置，具有體積小，使用性能高，成本低的優點。

[以超導材料為題的作文]相關文章：