联系人:克里斯汀·罗伯茨
塔拉哈西,佛罗里达州。剑桥大学的一组研究人员在MagLab合作者的帮助下，创造了高温超导体的新的世界纪录。该团队的实验于三年前在国家高磁场实验室开始，代表了高温超导体制造的重大突破。爱游戏体育是什么爱游戏提现客服
该团队能够在一个拇指大小的钆钡铜氧化物(GdBCO)材料棒中维持或“捕获”17.6特斯拉磁场。这一成就比之前保持了十多年的纪录高出了0.4特斯拉。的结果发表在6月27日的杂志上超导体科学与技术“，．
这项研究是在直流磁场设备的SCM2磁铁(见上图)和7号单元的31特斯拉磁铁中完成的。
剑桥大学工程系的大卫·卡德威尔教授说:“这一记录保持了这么长时间，表明这一领域的要求有多高。”他领导了这项与波音公司和佛罗里达州立大学MagLab合作的研究。“即使是油田产量的小幅增长，也会带来真正的潜在收益。”
物理学家Jan Jaroszynski在MagLab进行了许多实验，当GdBCO超导材料达到破纪录的17.6特斯拉时，他也在场。
“我很高兴，”他说。“但这还没有结束。现在他们想要达到20特斯拉甚至更高。”
这项研究展示了高温超导体在一系列领域的应用潜力，包括建造用于医院的更强大的MRI(磁共振成像)机器，高速悬浮单轨列车，用于储能的飞轮，以及用于矿物提炼和污染控制的“磁选机”。
超导体是一种材料，当冷却到一定温度以下时，它携带的电流很少或没有电阻。传统超导体在超导之前需要冷却到接近绝对零度(开尔文尺度上的零度，或-273°C)，而高温超导体在液氮沸点(-196°C)以上就可以冷却，这使得它们更容易冷却，操作成本更低。
超导体目前应用于科学和医疗领域，如核磁共振扫描仪。在未来，它们可以用来保护国家电网并提高能源效率，因为它们可以在不损失能量的情况下携带大量电流。爱游戏提现客服
电流也会产生磁场，超导体内部的磁场强度越大，它能携带的电流就越多。实用的、最先进的超导体可以携带通常比铜大100倍的电流，这使它们比传统导体和永磁体具有相当大的性能优势。
这项新记录是用直径为25毫米的GdBCO高温超导体样品制作成一个大的单颗粒，使用了既定的熔体处理方法。此前17.2特斯拉的记录是由日本柴浦理工学院的村上正人教授领导的团队在2003年创造的，他们使用了一种高度专业化的超导体，其成分和结构与之相似，但略有不同。
为了容纳如此大的磁场，剑桥团队使用了一种称为铜酸盐的材料——由更复杂类型的原子分隔的铜和氧薄片。铜酸盐是最早发现的高温超导体，在科学和医学应用中具有广泛应用的潜力。
虽然铜酸盐是高质量超导体，具有出色的实际应用潜力，但它们也可能像干意面一样脆。在大块形式的铜酸盐中捕获强磁场会导致它们爆炸。
为了保持在磁场中，研究人员必须修改GdBCO的微观结构，以提高其载流和热性能。他们还用一个不锈钢环加固了它，这个不锈钢环用于“收缩包装”单个颗粒样品。“这是实现这一结果的重要一步，”佛罗里达州实验负责人约翰·德雷尔(John Durrell)说。
超导体中的磁通量线相互强烈排斥，使得容纳如此大的磁场变得困难。但通过对体微观结构进行工程设计，电场通过分布在整个材料中的所谓“通量钉住中心”保留在样品中。“在GdBCO中开发有效的钉钉位置是这一成功的关键，”在剑桥大学负责开发熔化工艺制造技术20年的史云华(Yun-Hua Shi)说。
结果是，在任何温度下，在大块独立材料中获得了最大的俘获场。
“这项工作可能预示着超导体在现实应用中的到来，”卡德威尔说。“为了让块状超导体应用于日常应用，我们需要大颗粒的超导材料，这些材料具有所需的性能，可以通过相对标准的工艺制造。”
剑桥团队及其合作者目前正在开发一些利基应用，超导体的广泛商业应用可能会在未来五年内出现。
“如果没有我们学术界和工业界同事和合作伙伴的支持，这一记录是不可能实现的，”卡德威尔说，他是工程系的下一任负责人。“这是一个真正的团队努力，我们希望这将使这些材料向实际应用迈出重要一步。”
“波音公司继续看到超导材料研究的实际应用，”帕特里克·斯托克斯(Patrick Stokes)说，他领导着波音公司资助的剑桥大学研究项目。“我们对剑桥团队最近取得的进展所带来的可能性感到兴奋。”
改编自原新闻发布剑桥大学．
