超导磁体

superconducting magnet

定义：利用超导线或超导电缆制作的，用于产生外磁场的装置。

学科：材料科学技术_金属材料_特殊用途金属材料_超导材料

相关名词：超导 水冷磁体 混合磁体

来源：全国科学技术名词审定委员会

图片来源：视觉中国

【延伸阅读】

超导现象的发现已有百年，因其超导体内没有电阻和焦耳耗能，一旦接入电流，此电流就可以一直存在，所产生的磁场也能在没有外力做功的情况下永远保持。从被发现之初，人们就寄希望能够采用超导材料制作超导磁体。概念上来说，超导材料没有电阻，前提是必须在临界温度以下工作。现如今已经发现的诸多超导材料，大致可以分为低温超导（临界转变温度小于30K，液氦温度条件下工作）和高温超导（在77K的液氮环境中，如铋系的高温超导，钇系的高温超导）。但真正大规模应用的材料还仅限于铌钛合金和铌三锡这两种低温超导材料。一般的工作温度都采用液氦温度4.2K，即零下269℃。

超导磁体应用在很多地方，生活中最常见的莫过于医院的磁共振设备。超导材料本身由于结构复杂，加工难度高，因此价格昂贵。且不论材料本身的成本，仅制冷成本，一般的工业生产也负担不起。所以超导磁体绝大部分都应用在科研领域，如大型实验装置人造太阳、加速器、强磁场等等。

超导磁体产生的磁场并非没有极限，它会受到材料本身的临界磁场限制，再要提高，只能借助于高温超导材料。高温超导材料目前还不成熟，无论是材料性能还是磁体技术，都有很大的发展空间。目前40万及以上高斯的强磁场采用的都是混合磁体装置，即将水冷磁体和超导磁体结合起来，取长补短，联合产生磁场，这样效率最高，效果最好。中国科学院强磁场中心承建的稳态强磁场实验装置采用的正是混合磁体，推动了我国发展强磁场科学技术以及开展强磁场下的多学科前沿研究。