Question

磁悬浮超导体原理

Answer 1

磁悬浮超导体原理

当超导材料处于超导状态时，它们会排斥磁场，这意味着它们会对磁铁产生向上的浮力。这种浮力可以抵消磁铁的重量，使其悬浮在半空中。本文将详细介绍超导体磁悬浮的原理，以及实现超导磁悬浮的方法和注意事项。

拓展知识

定义

超导磁悬浮主要是利用低温超导材料和高温超导材料实现悬浮的一种方式，低温超导技术采用在列车车轮旁边安装小型超导磁体，在列车向前行驶时，超导磁体则向轨道产生强大的磁场，并和安装在轨道两旁的铝环相互作用，产生一种向上浮力，消除车轮与钢轨的摩擦力，起到加快车速的作用。

高温超导磁悬浮是一项利用高温超导块材磁通钉扎特性,而不需要主动控制就能实现稳定悬浮的技术。超导在运载上的其他应用可能还有用作轮船动力的超导电机、电磁空间发射工具及飞机悬浮跑道。

实现超导磁悬浮的方法

实现超导磁悬浮的方法有两种：低温法和高温法。低温法需要在极低的温度下工作，通常需要使用液态氦等制冷剂来冷却超导材料。这种方法虽然可以实现高精度的磁悬浮，但是成本较高，且难以推广到实际应用中。

相比之下，高温法的工作温度较高，通常在液态氮的温度范围内。这种方法使用的超导材料多为稀土钡铜氧化物，它们需要在高温下进行热处理才能表现出超导性质。虽然精度不如低温法，但是成本较低，且易于推广到实际应用中。

性质

有人曾在超导材料做成的环中把电流维持两年半之久而毫无衰减。由此可以推导出电阻率的上限为10－23欧姆厘米，还不到最纯的铜的剩余电阻率的百万亿分之一。零电阻效应是超导态的两个基本性质之一。

超导态的另一个基本性质是抗磁性，又称迈斯纳效应。即在磁场中一个超导体只要处于超导态，则它内部产生的磁化强度与外磁场完全抵消，从而内部的磁感应强度为零。也就是说，磁力线完全被排斥在超导体外面。