在生产生活中，常见不同的超导体，有很多超导体是混杂超导体，物理特性随着掺杂物含量的多寡而发生改变。同时影响其物理特性的还有温度这一因素。文章就是从成分、温度两个角度来针对混杂超导体的稳定性展开研究。其中涉及到了元素替代效应、临界温度等定义。明确定义，再通过具体的实例来进行具体分析。
1 混杂超导体出现背景
最早的混杂超导体是将含有同一种化合物的高低温超导体混合，用来解决超导体在液氮环境下产生的高成本、高工艺、运行不稳等缺点。而后产生了超导体中加入不同掺杂物的超导体，掺杂物是根据超导体具体用途而定，严格来说这样的超导体也是混杂超导体。显而易见，混杂超导体是因为纯正超导体具有一定局限性而被人们研发出来的一种改良的超导体。其稳定性更强，受温度影响小，可以保证产品功能的持续发挥。
2 论文有关的专业定义
2.1 元素替代效应
指的是某种氧化物超导体中的某种化学元素或者氧化物直接被替代后，超导体出现的变化。在混杂超导体中，其存在着不同成分氧化物，当其中一个或几个氧化物发生改变，显然是可以改变其物理特性的。
2.2 临界温度
为磁场为零时，使某种超导体发生零电阻之时的温度。这个温度随着超导体主要成分的不同而不同。混杂超导体也是如此，当成分发生变化，临界温度也相应发生改变。
2.3 临界磁场强度
当超导体处在临界温度时，外部磁场达到某一数值时，超导体失导，此时的磁场强度被称之为临界磁场强度。
2.4 临界电流
当某超导体在临界温度中处在超导状态时通入电流，当处在某个电流强度时，超导体失导，那么这个电流值就是临界电流。
2.5 混杂超导体
除了高低温超导体混合成的超导体，还有不同超导体组合而成的超导体。更有合金材料的超导体，主要是利用超导材料结合其他元素做成合金，可以是超导材料的性能明显提升。
在具体的应用中，临界温度越接近常温、临界磁场强度越大、临界电流越大，越说明该超导体越实用。而混杂超导体自然是为了实现本身超导的实用性，不断组合各种物质配比而形成的具体超导物质。
3 成分不同对混杂超导体的影响
在自然界中存在超导性能的元素总体有28种，其中铌Nb超导性能最强，为9.26K。往往将其和其他元素混合而成合金，增强其稳定性和抗热性能。比如最先应用的铌锆合金（Nb-75Zr），其Tc为10.8K，Hc为8.7特。不过，该种合金也出现了一定不足，那就是在既定磁场当中承载的电流有限。因此专家们便又开发出了铌钛合金，这种合金超导性虽然小了一些，不过临界磁场强度却提高很多，也就意味着铌钛合金这种混杂超导体在既定的磁场当中，承载的电流强度比铌锆合金更加显著。如：Nb-33Ti，Tc=9.3K，Hc=11.0特;Nb-60Ti，Tc=9.3K，Hc=12 特（4.2K）。可以看到随着钛含量的增加，混杂超导体的临界磁场强度得到加强。更有专家指出，如果是三元合金的话，这种混杂超导体的性能会得到显著提升，例如：Nb-60Ti-4Ta的性能是，Tc=9.9K，Hc=12.4特（4.2K）;Nb-70Ti-5Ta的性能是，Tc=9.8K，Hc=12.8特。可以看到三元合金当中，其中钛和钽的含量增加对临界温度影响并不明显，但是临界磁场强度因此而变化明显，从12.4特升到12.8特，这意味着磁场强度达到12.8特，才能对Nb-70Ti-5Ta产生影响。
4 决定混杂超导体稳定性四因素
4.1 元素种类
例如，1911年昂尼斯在一个实验当中，发现金属汞在零下49度时，从液态变成固态，降到零下264度时，汞出现了超导现象。彼时专家发现28种超导元素和8000种超导化合物，不过这些物质出现超导的临界温度几乎都是绝对零度左右。不过，经过六十多年努力之后，终于找到了钽钡钙铜氧系合金，其在120K即可产生超导现象，更有专家预测在球状碳分子-60中加入金属之后，很有可能在室温状态下，就能够实现超导。这些说明多元合金超导性能更佳。从上述的铌锆合金、铌钛合金的例子可以看到，超导体中组成不同时其临界温度和临界磁场强度都会发生对应的改变。其中临界磁场强度变化相对明显。
另外以下是一些超导材料性能，V，Tc5.3K，Hc1.0；Pb，Tc7.2K，Hc0.8；Nb，Hc9.2，Hc，2.0；Nb-Ti，Hc9.3，Hc12；PbMo6S8，Tc15.6，Hc60。可见合金超导体的临界值都是比较高的，这也说明合金超导体出现在生产当中几率大的原因。
4.2 温度
混杂超导体如果实现超导的温度要求越低，受温度影响的可能性越大。如某混杂超导体在室温条件下实现超导，反过来低于室温时必然不能实现超导。
4.3 磁场强度
铌锆合金、铌钛合金、铌钛钽合金、钽钡钙铜氧系合金的超导性能是越来越强的，越来越稳定，不容易受外界影响而失导，比如温度、电流和磁场等等。
5 结语
混杂超导体较比单一元素超导体实用性更强，因为其Tc、Hc更高，温度和磁场强度对其影响越小，其也性能也越加稳定。混杂超导体中掺杂哪些超导元素更好，目前还没有定论，都在不断地试验中。
［1］焦正宽.关于复合超导材料稳定性的研究［J］.低温与超导，1974，（3）：6-63.
［2］王秋良，安承武.铝稳定化的超导复合导体稳定性的研究［J］.低温物理学报，1996，（6）：443-448.
在生产生活中，常见不同的超导体，有很多超导体是混杂超导体，物理特性随着掺杂物含量的多寡而发生改变。同时影响其物理特性的还有温度这一因素。文章就是从成分、温度两个角度来针对混杂超导体的稳定性展开研究。其中涉及到了元素替代效应、临界温度等定义。明确定义，再通过具体的实例来进行具体分析。1 混杂超导体出现背景最早的混杂超导体是将含有同一种化合物的高低温超导体混合，用来解决超导体在液氮环境下产生的高成本、高工艺、运行不稳等缺点。而后产生了超导体中加入不同掺杂物的超导体，掺杂物是根据超导体具体用途而定，严格来说这样的超导体也是混杂超导体。显而易见，混杂超导体是因为纯正超导体具有一定局限性而被人们研发出来的一种改良的超导体。其稳定性更强，受温度影响小，可以保证产品功能的持续发挥。2 论文有关的专业定义2.1 元素替代效应指的是某种氧化物超导体中的某种化学元素或者氧化物直接被替代后，超导体出现的变化。在混杂超导体中，其存在着不同成分氧化物，当其中一个或几个氧化物发生改变，显然是可以改变其物理特性的。2.2 临界温度为磁场为零时，使某种超导体发生零电阻之时的温度。这个温度随着超导体主要成分的不同而不同。混杂超导体也是如此，当成分发生变化，临界温度也相应发生改变。2.3 临界磁场强度当超导体处在临界温度时，外部磁场达到某一数值时，超导体失导，此时的磁场强度被称之为临界磁场强度。2.4 临界电流当某超导体在临界温度中处在超导状态时通入电流，当处在某个电流强度时，超导体失导，那么这个电流值就是临界电流。2.5 混杂超导体除了高低温超导体混合成的超导体，还有不同超导体组合而成的超导体。更有合金材料的超导体，主要是利用超导材料结合其他元素做成合金，可以是超导材料的性能明显提升。在具体的应用中，临界温度越接近常温、临界磁场强度越大、临界电流越大，越说明该超导体越实用。而混杂超导体自然是为了实现本身超导的实用性，不断组合各种物质配比而形成的具体超导物质。3 成分不同对混杂超导体的影响在自然界中存在超导性能的元素总体有28种，其中铌Nb超导性能最强，为9.26K。往往将其和其他元素混合而成合金，增强其稳定性和抗热性能。比如最先应用的铌锆合金（Nb-75Zr），其Tc为10.8K，Hc为8.7特。不过，该种合金也出现了一定不足，那就是在既定磁场当中承载的电流有限。因此专家们便又开发出了铌钛合金，这种合金超导性虽然小了一些，不过临界磁场强度却提高很多，也就意味着铌钛合金这种混杂超导体在既定的磁场当中，承载的电流强度比铌锆合金更加显著。如：Nb-33Ti，Tc=9.3K，Hc=11.0特;Nb-60Ti，Tc=9.3K，Hc=12 特（4.2K）。可以看到随着钛含量的增加，混杂超导体的临界磁场强度得到加强。更有专家指出，如果是三元合金的话，这种混杂超导体的性能会得到显著提升，例如：Nb-60Ti-4Ta的性能是，Tc=9.9K，Hc=12.4特（4.2K）;Nb-70Ti-5Ta的性能是，Tc=9.8K，Hc=12.8特。可以看到三元合金当中，其中钛和钽的含量增加对临界温度影响并不明显，但是临界磁场强度因此而变化明显，从12.4特升到12.8特，这意味着磁场强度达到12.8特，才能对Nb-70Ti-5Ta产生影响。4 决定混杂超导体稳定性四因素4.1 元素种类例如，1911年昂尼斯在一个实验当中，发现金属汞在零下49度时，从液态变成固态，降到零下264度时，汞出现了超导现象。彼时专家发现28种超导元素和8000种超导化合物，不过这些物质出现超导的临界温度几乎都是绝对零度左右。不过，经过六十多年努力之后，终于找到了钽钡钙铜氧系合金，其在120K即可产生超导现象，更有专家预测在球状碳分子-60中加入金属之后，很有可能在室温状态下，就能够实现超导。这些说明多元合金超导性能更佳。从上述的铌锆合金、铌钛合金的例子可以看到，超导体中组成不同时其临界温度和临界磁场强度都会发生对应的改变。其中临界磁场强度变化相对明显。另外以下是一些超导材料性能，V，Tc5.3K，Hc1.0；Pb，Tc7.2K，Hc0.8；Nb，Hc9.2，Hc，2.0；Nb-Ti，Hc9.3，Hc12；PbMo6S8，Tc15.6，Hc60。可见合金超导体的临界值都是比较高的，这也说明合金超导体出现在生产当中几率大的原因。4.2 温度混杂超导体如果实现超导的温度要求越低，受温度影响的可能性越大。如某混杂超导体在室温条件下实现超导，反过来低于室温时必然不能实现超导。4.3 磁场强度铌锆合金、铌钛合金、铌钛钽合金、钽钡钙铜氧系合金的超导性能是越来越强的，越来越稳定，不容易受外界影响而失导，比如温度、电流和磁场等等。5 结语混杂超导体较比单一元素超导体实用性更强，因为其Tc、Hc更高，温度和磁场强度对其影响越小，其也性能也越加稳定。混杂超导体中掺杂哪些超导元素更好，目前还没有定论，都在不断地试验中。参考文献［1］焦正宽.关于复合超导材料稳定性的研究［J］.低温与超导，1974，（3）：6-63.［2］王秋良，安承武.铝稳定化的超导复合导体稳定性的研究［J］.低温物理学报，1996，（6）：443-448.
文章来源：电力学报 网址: http://dlxb.400nongye.com/lunwen/itemid-6922.shtml
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