什么是超导磁体？(a superconducting magnet?)

超导磁体是一种电磁铁，线圈由II型超导体制成。它可以很容易地产生10万奥斯特（每米80万安培）的稳定磁场。它们产生的磁场比标准铁芯电磁铁强，操作成本更低。...

In the future, superconducting magnets may be used in MRIs.

超导磁体是一种电磁铁，线圈由II型超导体制成。它可以很容易地产生10万奥斯特（每米80万安培）的稳定磁场。它们产生的磁场比标准铁芯电磁铁强，操作成本更低。

为了理解什么是超导磁体，了解一点超导性很重要。当某些金属和陶瓷从接近绝对零度的温度范围内冷却时，它们就会失去电阻。该温度称为临界温度（Tc），每种材料的温度不同。当没有电阻时，电子可以在材料中自由移动。这种元件可以长时间保持大量电流，而不会以热量的形式损失能量。这种保持极端电荷的能力被称为超导性。。

Superconductor electromagnets produce a significantly stronger magnetic field than iron-core electromagnets.

大多数金属都有一种编织的原子结构。它们的电子被松散地固定着，因此它们可以很容易地进出编织图案。当电子移动时，它们与原子碰撞，以热的形式失去能量。因此，金属能够很好地加热和导电。这就是为什么锅碗瓢盆和烤面包机烤箱之类的东西都是用金属建造的。

在超导体中，电子成对地在原子之间移动，而不是与原子碰撞。当一个带负电的电子穿过带正电原子的织物时，它会吸引这些正原子。另一个电子被拉向电阻，并与原始电子配对。它们不断地挣脱束缚，与其他电子结合，但几乎没有电阻。因此，它们不会像标准金属那样损失热量和能量。

II型超导体是超导磁体线圈中使用的那种。II型超导体达到Tc的温度低于I型超导体。它们在磁场中从超导状态逐渐过渡到正常状态。这两个特性使它们能够传导比I型更高的电流。

超导磁体可用于磁悬浮。在迈斯纳效应中，超导圆盘被放置在磁铁下面，并用液氮冷却。超导体是开放的，可以接受电荷，因为它被冷却，磁铁在超导体中感应电流，从而产生磁场，磁铁开始漂浮在磁场上。

将超导磁体用于悬浮列车系统的研究正在进行中。它还被考虑用于制造用于磁共振成像（MRI）的小型但强大的磁铁。长期计划包括发现可以产生超导性而不冻结的材料。如果这种物质被发现，它将改变包括运输和能源生产在内的许多领域的未来。

发表于 2022-01-28 09:53
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分类：科学

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