1《電氣材料基礎》第5章導電材料25.1

導電材料分類5.2

導電材料基本性質5.3

常用導電材料5.4

超導材料5.5半導電材料主要內容3

導電材料指允許電流持續流通的材料。

導電過程有三個要素：導電通路本質是材料中的載流子在電場作用下貫穿電極間的定向遷移。導電通路：由材料本征結構和特性決定。導帶電子、電子/離子遷移通道等載流子：電子或離子通常以一種類型的電荷載體為主。電場：外界作用。載流子電場5.1導電材料分類4良導體、不良導體及超導體良導體ρ<10–8Ω·m,主要功能:傳輸電能及電信號，要求在傳輸過程中能量損失盡可能少。良導體包括銀、銅、金和鋁。金和銀是貴金屬，只用于特殊場合，如用于高頻的鍍銀銅線、鍍金的印刷線路板等。大量應用銅和鋁，銅的導電性能和機械加工性能都優于鋁，但它在自然界的蘊藏量遠少于鋁，因此在一般應用中有以鋁代銅的趨勢。5.1導電材料分類按電導率大小不良導體ρ>10–8Ω·m，不良導體不宜應用于電能傳輸與良導體組成復合材料，如鋁包鋼、不銹鋼包銅等，用于增加強度、耐腐蝕、耐高溫以及降低價格等；用于能量轉換，例如，作為電熱絲用的鎳鉻合金主要用于把電能轉換成熱能，而制造白熾燈的鎢絲、鉬絲用于把電能轉換成光能；用于信號轉換，例如制造熱電偶及各種傳感器；用于和導電無直接相關的其他目的，如用作磁性材料、導熱材料及結構材料等。55.1導電材料分類按導電機理分類（載流子）電子導電材料、離子導電材料和混合型導體。-典型材料的電導率導電類型材料類型電導率/

-1·m-1離子導電離子晶體10-16~10-2快離子導體10-1~103強（液）電解質10-1~103電子導電金屬103~107半導體10-3~104絕緣體＜10-1065.1導電材料分類按化學成分分類

金屬：銀、銅、鋁。常見的良導體為金屬材料。電導率107~108S/m

合金：黃銅、鎳鉻合金。滿足其他應用性能要求。如增加強度、耐腐蝕、耐高溫、降低價格等。電導率105~107S/m

無機非金屬：酸、堿、鹽的溶液、熔體，石墨等。電導率范圍寬。電導率105~108S/m

種類多，應用廣。高分子導電材料：共軛高分子聚合物，聚乙炔、聚苯胺等。電導率范圍寬；必須摻雜。Al高電導率材料用于傳輸電流。高電阻率材料將電能轉換成其它能量。75.1

導電材料分類5.2

導電材料基本性質5.3

常用導電材料5.4

超導材料5.5半導電材料主要內容85.2導電材料基本性能5.2.1導電特性金屬如何具有導電性？金屬中的金屬鍵（金屬陽離子和自由電子）金屬鍵的鍵能低，原子核對電子束縛小電場作用下自由電子的定向遷移，并碰撞晶格發熱溫度升高：電子熱運動加劇，難以定向，電阻率升高。溫度降低？？？經典電子理論電子在金屬內的運動用波動力學解釋——量子力學觀點電子沿金屬的晶格傳播，晶格骨架是障礙電子波傳遞能量，晶格振動使金屬發熱溫度升高：晶格振動

，晶格的規整性

，電子波的傳播阻礙

，電阻率

溫度降低：晶格振動

，對電子波的阻礙

9比例系數

v稱為體積電阻率用以表征材料的導電特性電阻率的單位

·m。導體的體積電阻R與導體的長度l成正比，與導體的截面積A成反比體積電阻率——材料導電性的表征參數電阻（R）是材料形狀、尺寸的函數。電阻率（

v）是材料的固有性質，只與材料的組成結構有關，與材料的尺寸無關。電阻率（

v）是微觀水平上阻礙電流流動的度量，微觀結構對電阻率有很大影響。5.2.1導電特性表面電阻率單位？10（a）金屬；（b）半導體微觀結構電阻率隨著溫度升高而升高——導體的特征。影響金屬導電性的因素對于金屬導體，雜質元素會引起晶格畸變，造成電子散射，導致電阻率增大。對金屬導體材料的冷變形與熱處理，均會引起引起金屬晶格的變形，導致電阻率增大。空穴、位錯、晶粒的界面，都會阻礙電子的運動而使電阻率升高。溫度導體中，溫度升高使金屬原子振動加劇，電子難以定向，電阻率增大。半導體帶隙窄，溫度升高使得載流子數目增加，導電性增加。11合金元素溶質原子，溶劑原子導致晶格畸變，引起電子散射電阻率增加ρi取決于晶格缺陷的多少，缺陷越多，ρi越大，一般與溫度無關；ρT取決于晶格的熱振動。

雜質——引起電子散射冷變形——彈性變形，塑性變形

熱處理——退火，減少晶格缺陷

表面狀態——污染、氧化、水分、腐蝕

在不同電場DC/AC中的導體電阻？12電導率電導率（σ）是電阻率的倒數，表征電流通過材料的難易程度。定義：單位時間內通過單位立方體積的電量。影響電導率的因素：單位體積材料中載流子數目（n）每個載流子的電荷量（q）載流子的遷移率（μ）離子導電材料的電導依賴于離子的運動，帶電離子的遷移滿足：上述三個因素的乘積就是電導率：σ=nqμ(單位S/m)普適公式

D：擴散系數k：Boltzmann常數T：絕對溫度q：電量Z：離子的價位離子體積大、遷移率低。因此離子導電材料的電導率比金屬導體低若干個數量級；離子晶體基本上都是絕緣體。135.2.2導熱特性1.熱導率（導熱系數）

導電材料的熱導率是熱能在材料內部流動能力的度量

。對于電機、電纜及一些電力設備的熱性能計算十分重要。例如：電纜芯線的熱導率大，則電纜的溫升低，同樣截面的金屬芯線，熱導率大的載流量也大。k=（q/A）/（

T/

d）單位：W/（m·K）或W·m

1·K

1

非金屬材料的熱導率——聲子金屬材料的熱導率——聲子+自由電子金屬的雜質、空穴、缺陷影響熱導率銀：4.1，鋼：0.5，玻璃：0.01，聚乙烯：0.00414產生原因：不同金屬的自由電子濃度不同，接觸時電子向低濃度區擴散，則因得到和失去電子而形成電位差。兩物體間距小于0.25nm，出現雙電層和接觸電位差。2.接觸電位差和熱電勢接觸電位差：沒有電流的情況下，兩種不同物質接觸面兩側的電位差，即兩種不同的金屬互相接觸時所產生的電位差。VA、VB為金屬A、B的接觸電位；NOA、NOB為金屬A、B的單位體積的自由電子數；e為電子電荷；k為波爾茲曼常數；T為熱力學溫度；接觸電位差152.接觸電位差和熱電勢熱電勢與兩種金屬的性質及接觸面的溫度有關；而與接觸面的大小和接觸時間的長短無關。

0.1~幾伏，因所處的溫度而不同。16抗拉強度和伸長率退火——抗拉強度低，伸長率高未退火——抗拉強度高，伸長率低淬火——改善晶格結構5.2.3力學性能導電材料除了電導率、熱導率外，力學性能也起著十分重要的作用。

例如：架空線，其力學性能與電學性能同樣重要。架空線要承受很大的拉力，如果抗拉強度不夠，就會導致掉線事故，造成重大損失，因此有必要對其力學性能進行評價。導電材料的力學性能表征與電介質材料類似，用應力應變曲線。拉伸強度和伸長率可以用拉伸試驗曲線來表示。175.1

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導電材料基本性質5.3

常用導電材料5.4

超導材料5.5半導電材料主要內容185.3常用導電材料5.3.1銅及銅合金1.銅

導電性好：Ag>Cu>Au>Al>Mg；導熱性好：Au>Ag>Cu；化學穩定抗腐蝕：潮濕的空氣中其表面可生成Cu2(OH)2CO3，耐海水腐蝕。無磁性，反磁物質：電磁屏蔽機械性能較好：純銅抗拉強度是245~315MPa塑性好：延展性好，易加工，易焊接來源可靠，冶煉技術發達：天然單質銅、銅礦石（黃銅礦、輝銅礦、斑銅礦、赤銅礦和孔雀石）19

銅的性質和影響因素電阻率：0.017241Ω

mm2/m密度：8.9g/cm3

電導率的相對值：IEC規定在20℃時比重為8.89g/cm3，長1m，截面積為1mm2，電阻為0.017241Ω，電阻溫度系數為0.00393的退火軟銅，電導率為100%IACS。（標準退火純銅）電線電纜的導體選用銅含量高于99.90%的純銅，國際上廣泛采用電導率為102%IACS的無氧銅。IACS——InternationalAnnealedCopperStandard。表征金屬或合金的導電率。

雜質對銅的影響

電導率：P、As、Al、Fe等——電導率降低機械性能：能溶解于銅，提高強度——Ag、Cd、Zn、Ni

不溶解于銅，使銅變脆——Bi、Pb、O退火：一般在400℃以上，與銅的成分有關（580±20℃）。202.銅合金以純銅為基體加入一種或幾種其他元素所構成的合金。銀銅合金——有良好的導電性、流動性和浸潤性、較好的機械性能、耐磨性和抗熔焊性。鎘銅合金——1%的鎘，冷拉后具有較高的抗拉強度，制造大跨度架空導線、高強度絕緣導線、滑接導線。稀土銅合金——加入釔，使晶粒細化、改善工藝性能，提高導電性和機械強度，可與銀銅合金媲美。3.銅和銅合金的應用電力輸送

電線電纜、匯流排、變壓器、開關、接插元件和聯接器中傳導電流。與鋁相比，具有導電性和尺寸上的優點。

21電機制造

廣泛使用高導電和高強度的銅合金。主要用于定子、轉子和軸頭等。在大型電機中，繞組要用水或氫氣冷卻，稱為雙水內冷或氫氣冷卻電機，這就需要大長度的中空導線。電機內部的能量消耗，主要來源于繞組的電阻損耗，因此，增大銅線截面是發展高效電機的一個關鍵措施。電真空器件

高頻和超高頻發射管、波導管、磁控管等，需要高純度無氧銅和彌散強化無氧銅。

通訊電纜

相較于光纖電纜，以銅為導體的同軸電纜具有成本低、易于安裝、技術標準成熟的優點，在廣播電視、有線網絡和局域網絡中廣泛應用。22印刷電路銅箔為表面粘貼在支撐塑料板上，用照相的辦法把電路布線圖印制在覆銅板上，浸蝕多余部分留下相互連接的電路。把分立元件的接頭或其它部分的終端焊接在電路上。集成電路用于集成電路的導電層，連接集成電路中的不同元器件。用銅的新型微芯片，可獲得30%的效能增益，電路的線尺寸可以減小到0.12微米，可使在單個芯片上集成的晶體管數目達到200萬個。半導體集成電路的發展，為銅的應用開拓了新領域。235.3.2鋁和鋁合金1.鋁是地殼中含量最豐富的金屬元素（7.73%），價格便宜。地殼中的元素含量24泰國國王的表鏈;來自黏土的白銀；門捷列夫的獎杯。拿破侖三世的皇冠1884耗電量：電解鋁約為13500度/噸硅鐵為8500度/噸電解銅為240度/噸電解鋁實驗,大幅降低鋁的價格原因：還原電位，Cu(-0.34V)

Al(-1.67V)鋁的電阻高為保證生產效率需要更高電壓電流255.3.2鋁和鋁合金用途：純鋁大量用于電纜——架空輸電線用鋼芯鋁絞線、母線、鋁護套、電容器中的鋁箔電極等。特點：電阻率低，0.029Ω

mm2/m，

比重小，重量輕：2.7g/cm3

導電能力約為銅的2/3，密度為銅的1/3，等質量和等長度的鋁線和銅線相比，鋁的導電能力約為銅的二倍，且價低。

耐熱性好

耐腐蝕性好，Al2O3膜保護

抗拉強度低，70~95MPa

不易焊接262.鋁合金

鋁鎂合金：（中強度）主要元素是鋁，再摻入少量的鎂或是其它的金屬材料來加強其硬度。質堅量輕、散熱性較好、抗壓性較強，其硬度是傳統塑料的數倍，但重量僅為后者的三分之一。鋁鎂硅合金：（高強度）用作架空線。3.氧化鋁化學性質穩定，絕緣性能優良

機械強度高，耐高溫27

性能鐵的電阻率高，約為銅的五倍多。化學穩定性低，易氧化。在頻率較高時集膚效應明顯，所以很少用作導電材料。應用架空線中的鋼芯鋁絞線，既有高的機械強度，又有足夠的電導率。電工中用的鋼線為低碳鋼（含碳0.l%-0.15%）。農村用的布線：廣播線，也有將鍍鋅軟鋼線裸露使用或外面包以絕緣后應用，這種線價格較低。

鋁包鋼線與銅包鋼線也可以用于架空通訊與輸電線路。2024/6/55.3.3鐵和鋼28是電力設備中實現電壓、電流的通、斷控制及負載電流電器（如開關、繼電器、起動器及儀器儀表等）的關鍵材料。

又稱電觸頭材料或電接觸材料。有強電觸頭和弱電觸頭兩大類5.3.4電觸頭材料類別材料品種強電用復合觸頭材料銀-氧化鎘，銀-鎢，銅-鎢，銀-鐵，銀-鎳，銅-石墨，銀-碳化鎢真空開關觸頭材料銅鉍鈰，銅鉍銀，銅碲硒，鎢-銅鉍鋯，銅鐵鎳鈷鉍弱電用鉑族合金鉑銥，鈀銀，鈀銅，鈀銥金基合金金鎳，金銀，金鋯銀及其合金銀，銀銅鎢及其合金鎢，鎢鉬292024/6/51.電接觸形式

固定接觸：其結構通常是在修理時才需要斷開接觸。接插件：實現可拆電氣連接。可分合接觸：“閉合”、“斷開”狀態。滑動接觸：指接觸組件間的平移或旋轉運動實現從靜止接觸件到運動接觸件（或相反）的電能轉換，是一種特殊的電接觸形式，空間上只有“閉合導通”一種狀態。按接觸傳導時有無電弧產生，又可將電接觸分為無弧電接觸、有弧電接觸及滑動電接觸。是一個動態過程！302024/6/5在開關電器中，電接觸材料性能決定了開斷能力和接觸可靠性。接觸電阻：兩個導體接觸面的電阻，遠高于其它部位電阻。2.電觸點操作過程中的物理現象集中電阻或收縮電阻：電流通過實際接觸面時，由于電流線收縮（或稱集中）顯示出來的電阻。ρA、ρB導體電阻；n，接觸點數；f，臨界彈性值；

F，接觸力。界面電阻(表面膜電阻)：由接觸表面膜層及其他污染物所構成的電阻。從接觸表面狀態分析，表面污染膜可分為較堅實的薄膜層和較松散的雜質污染層。31機械磨損：機械力沖擊，造成變形、裂開或剝落，影響觸頭的壽命。電弧耐蝕：電弧會使觸頭表面金屬熔融飛濺而散失。決定觸頭的壽命。觸頭的發熱與熔焊：發生高熱而形成熔焊。例如：焊接強度大于機械分斷力，那么觸頭就不能斷開，這將造成嚴重事故。

剩余電流：與觸頭材料的滅弧能力有關。例如：鎢和石墨等在高溫下會發射電子，剩余電流較大；銅和銀合金的剩余電流較小，故滅弧能力大。

電擊穿：當觸頭間的開距小而電場強度較大時，觸頭表面的一些聯系較弱的顆粒在強場作用下被拉出吸引至對面觸頭，導致觸頭間的電擊穿。材料轉移：在直流情況下觸頭動作時，出現觸頭材料從觸頭的一方轉移到另一方的現象。如果觸頭分離時陽極上的接點溫度高，陽極面上的熔融金屬粘附在較冷陰極上，陽極失去部分金屬而出現凹坑，而陰極卻凸起一塊，破壞了觸頭表面的平整，影響正常操作。323.開關電器對觸頭材料的要求良好的導電性和導熱性。抗熔焊性。耐電弧燒蝕性。

大電流分斷時不易發生電弧重燃。低截流水平低的氣體含量化學穩定性抗環境介質污染電觸點操作過程中的物理現象：接觸電阻、機械磨損、電弧、發熱與熔焊、剩余電流、電擊穿、材料轉移銅鎢系觸頭材料銀鎢系觸頭材料銅鉻系觸頭材料銀鎳、銀墨觸頭材料銀氧化錫觸頭材料常用觸頭材料335.3.5電碳材料電碳材料是以碳和石墨為基體的電工材料。優點：導電及導熱性能好；具有較好的耐蝕性；易加工為各種形態及不同形狀的電極；價廉、易得。缺點：由于石墨在較低溫度下機械強度較低、易磨損，易氧化。天才少年曹原：在魔角石墨烯中實現超導345.1

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常用導電材料5.4

超導材料5.5半導電材料主要內容355.4超導材料1911年4月8日，荷蘭萊頓大學的HeikeKamerlinghOnnes打算在當時新制備出來的液氦（-268.98℃，4.2K）中研究固態汞的低溫電阻特性時發現，在溫度降低到4.2K時，汞的電阻突然消失。在同一個實驗中，他還觀察到了液氦在2.2K時出現了超流動性。19131913年，鉛，7K1941年，氮化鈮，16K1933年，發現超導體的抗磁性在電阻為零的同時，磁感應強度也為零。36超導電性：物質在低溫條件下呈現電阻為零和排斥磁力線的性質，稱為超導電性。具有超導電性的物質稱為超導體。5.4.1超導基本概念超導體在電阻消失前的狀態稱為常導狀態。超導體在電阻消失后的狀態稱為超導狀態。零電阻5.4超導材料超導體的零電阻現象與常導體的零電阻在實質上截然不同。常導體：在理想的金屬晶體中，由于電子運動暢通無阻因此沒有電阻；超導體：臨界溫度以下電阻突然變為零，超導體內磁感應強度為零。當溫度下降到某一特定溫度時，超導體電阻突然下降到零的現象。375.4.1超導基本概念完全抗磁性邁斯納效應(Meissner和Ochsenfeld，1933)將超導體在磁場中冷卻，在達到臨界溫度以下時，超導體內的磁通線一下子被排斥出去。將超導體冷卻至臨界溫度以下，再通以磁場，這時磁通線也被排斥出去。在超導狀態下，超導體內磁感應強度為零（B≡0），表現出完全排斥磁力線的現象。這就是邁斯納效應（Meissner效應）。產生邁斯納效應的原因當超導體處于超導狀態時，在磁場作用下，表面產生一個無損耗感應電流。這個電流產生的磁場恰恰與外加磁場大小相等、方向相反，因而總和顯示磁場為零。零電阻和邁斯納效應是超導體的兩大基本屬性！38超導體的完全抗磁性39臨界溫度Tc超導體從常導狀態轉變為超導狀態的溫度稱為臨界溫度，以Tc表示。超導體的臨界參數超導體有三個基本的臨界參數：臨界溫度Tc臨界磁場Hc臨界電流Ic必須同時滿足！由于材料的不純，零電阻轉變前后，跨越了一個溫度區域。從而引入了四個區域溫度參數：起始轉變溫度Tc(onset)：材料開始偏離常導狀態時的溫度。零電阻溫度Tc(n=0)：材料電阻R=0時的溫度。轉變溫度寬度ΔTc：起始轉變時材料電阻值Rn的10~90%對應的溫度區域寬度。中間臨界溫度Tc(mid)：Rn的1/2對應的溫度值。40臨界磁場Hc使超導狀態的物質由超導狀態變為常導狀態時所需的最小磁場強度，稱為臨界磁場，以Hc表示。Hc是溫度的函數，可以近似表示為：

Hc0：絕對零度時的臨界磁場臨界電流Ic破壞超導電性所需的最小極限電流就是臨界電流，以Ic表示。Ic是溫度的函數，可以近似表示為：

Ic0：絕對零度時的臨界電流超導體的臨界參數三個臨界參數Tc，Hc，Ic

的關系超導體處于超導狀態，必須置于三個臨界值之下，任何一個條件遭到破壞，超導狀態隨即消失。Tc和Hc是材料的本征參數，只與材料的電子結構有關。Ic與Hc有關。41唯象模型——二流體模型超導態時，傳導電子分為：超導電子和常導電子。兩種電子占據同一體積，在空間上互相滲透又彼此獨立地運動。常導電子的導電與常規導體一樣，受晶格的散射而產生電阻，且運動雜亂對熱力學熵有貢獻。超導電子處于某種凝聚狀態，即它們凝聚在某個最低能量狀態，其特點是電子不受晶格散射，且對熵無貢獻，它在晶格中無阻地流動，電阻為零。這兩種電子的相對數目與溫度有關：5.4.2超導電性的物理機理

（1）T＝0時，所有自由電子都凝聚在這個態中成為超導電子；

（2）0<T<Tc時，部分傳導電子從凝聚態中激發出來，成為常導電子，T越高激發出的電子也越多；

（3）T>Tc時，全部自由電子從凝聚態中激發出來，成為常導電子，進入無序化的常導態。42超導的微觀理論——BCS理論5.4.2超導電性的物理機理1911年發現超導現象。1950年，H.Frilich和J.Bardeen推斷電子和聲子相互作用，能夠將兩個電子耦合在一起。1956年，Cooper發現了0K時金屬中單個電子對的形成。1957年，Bardeen

(巴丁)、Cooper

(庫珀)和Schrieffer

(施里弗)將Cooper的方法推廣到描述大量界面電子的行為，證明了電聲作用形成“庫伯電子對”——提出BCS理論。

（1）電子在晶格中移動時會吸引鄰近格點上的正電荷，導致晶格的局部畸變，形成局域高正電荷區。

（2）高正電荷區吸引自旋相反的電子，和原來的電子相結合形成電子對。

（3）在很低溫度下，該結合能低于兩個單獨電子的能量，電子對不會和晶格發生能量交換，沒有電阻，形成“超導”。1972BCS理論無法解釋高溫超導的現象。435.4.3超導體的分類按磁化特性第一類超導體和第二類超導體。第一類超導體：只有一個臨界磁場Hc，具有邁斯納效應。除鈮（Nb）、釩（V）、锝（Tc）外，元素超導體都是第一類超導體。第二類超導體：有兩個臨界磁場Hc1和Hc2。H<Hc1時，B=0，排斥外磁場，同第一類。Hc1<H<Hc2時，0<B<μH，磁場部分穿透。H>Hc2時，B=μH，磁場完全穿透。存在混合態。大多數合金或化合物超導體。445.4.3超導體的分類按成分元素超導體、合金和化合物超導體、有機和高分子超導體三類。元素超導體：除貴金屬、部分堿金屬、鐵磁金屬和鎂外，幾乎全部金屬元素都具有超導性。P161，表5-11列出了一些超導金屬的臨界溫度。鉛臨界溫度最高，7.196K;銠的臨界溫度最低，0.000325K。455.4.4超導體的分類合金和化合物超導體：合金和化合物超導體包括二元、三元和多元的合金及化合物。如氮化鈮(NiN)，鈮鈦鋯三元合金（NiTiZr），典型123型超導體YBa2Cu3O7-x等。組成可以是全為超導元素，也可以部分為超導元素，部分為非超導元素。提高了元素超導體的臨界溫度限定。J.G.Bendorz和K.A.Muller因為發現了高溫超導陶瓷（Tc=35K）La2-xBaxCuO4而獲得諾貝爾獎。為高溫超導材料的發展奠定了基礎。TiBa2Ca3Cu4O11，Tc>100K!（表5-12）46氧化物超導體早在1964年人們就發現在一些金屬氧化物材料中也存在超導現象。但在1986年前，超導體還被局限在液氦溫區。1986年發現了一系列陶瓷材料，臨界溫度超過了77K，將超導帶入了液氮溫區。合金和化合物超導體：47

1987年2月我國科學家趙忠賢等人獲得臨界溫度在93K的YBaCu系超導體，化學計量式為YBa2Cu3O7，即所謂的123材料，通常材料都有氧空位，因此寫成YBa2Cu3O7-x。從結構上看，具有以下特征：（1）鈣鈦礦式的層狀結構；（2）同時存在Cu2+和Cu3+；（3）存在氧空位。48這些新材料的性質已不完全能用BCS理論解釋。各國學者開展理論和實驗研究工作。提出了共振價鍵理論、雙極化子機制、激子機制、等離子體機制、雜質躍遷機制等。合金和化合物超導體：49有機超導體主要有摻堿金屬的C60，其中K3C60的Tc為18K，Cs-Rb-C60的Tc為33K。高分子超導體主要是非碳高分子(SN)x，Tc為0.26K。有機和高分子超導體：5.4.3超導體的分類50各種超導材料發現的時間515.4.3超導體的分類按應用條件低溫超導體和高溫超導體。低溫超導體：超導轉變溫度較低，大約在30K以下。元素超導體：所有的元素超導體都屬于低溫超導體。合金超導體：Ni-Ti系合金實用線材的使用最為廣泛，它與銅很容易復合。技術成熟、性能穩定、成本低，是目前實用線材中的主導。具有很高臨界電流（Ic）的三元超導合金材料，如Nb-40Zr-10Ti，Nb-Ti-Ta等。是制造磁流體發電機大型磁體的理想材料。化合物超導體：超導臨界參量均較高，是性能良好的強磁場超導材料。質脆、不易直接加工成線材或帶材，需要采用特殊的加工方法。合金及化合物超導體多達幾千種，真正能夠實際應用的并不多。525.4.3超導體的分類高溫超導體：超導轉變溫度較高，超過了77K，可在液氮的溫度下工作。氧化物超導體：

高溫超導體大多為氧化物陶瓷。有釔系氧化物YBa2Cu3O7-x（YBCO）超導體，鉍系氧化物Bi2Sr2Ca2Cu3Ox（BSCCO）超導體和鉈系氧化物TlBaCaCuO超導體。具有層狀的類鈣鈦礦型結構組元，導電層是銅氧層骨架，決定了氧化物超導體在結構上和物理特性上的二維特點。超導主要發生在導電層上。晶格參數變化伴隨載流子濃度的變化，臨界溫度對載流子濃度有強依賴關系。非氧化物超導體：主要是C60化合物C60特殊的球形結構和大尺寸使其具有獨特的摻雜性質。當構成固體時，球外殼之間較大的空隙提供了豐富的結構因素。C60及其衍生物具有巨大的應用前景。非晶超導體：主要包括非晶態簡單金屬及其合金和非晶態過渡金屬及其合金

具有高度均勻性、高強度、高耐磨、高耐蝕等有點。超導電性主要是由于電子和聲子之間的相互作用而引起的。非晶態結構的長程無序性對其超導性的影響很大，使有些物質的超導轉變溫度提高。大多數非晶態超導體的超導轉變溫度比相應的晶態超導體高約5K。535.4.3超導體的分類復合超導體：由許多超導線（或帶）與良導體復合而來。

優點：可承載更大的電流，減少退化效應，增加超導的穩定性，提高機械強度和超導性能。復合超導體大致有：超導電纜、復合線、復合帶、超導細絲復合線、編織線和內冷復合超導體六種。重費米子超導體：低溫電子比熱系數非常大，是普通金屬的幾百甚至幾千倍。

目前發現的重費米子超導體臨界溫度都較低，無實用價值。在理論上存在兩種不同的基態，反鐵磁態和超導電態。重費米子體系具有非常規的超導機制。有機超導材料：都屬于第二類超導體具有低維特性、低電子密度。優點：質量輕、容易進行分子水平上的剪裁與設計54超導的應用，基本上可以分為強電強磁和弱電弱磁兩大類。1.超導強電強磁應用原理：基于超導體的零電阻特性和完全抗磁性以及非理想第二類超導體所特有的高臨界電流密度和高臨界磁場。應用：超導電纜，超導限流器，超導磁體如超導磁懸浮列車，巨大環形超導磁體、超導磁分離等。5.4.4超導的應用55大型城市電力系