什么是超导磁体(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（80万安培/米）的稳定磁场。它们产生的磁场比标准铁芯电磁铁更强，运行成本更低。，超导磁体可用于磁共振成像系统。为了了解什么是超导磁体，对超导性有一点了解是很重要的。当某些金属和陶瓷从接近绝对零度的范围内冷却时，它们会失去电阻。这个温度称为临界温度（Tc），它是每种材料都不一样。当没有电阻时，电子可以在整个材料中自由流动。这种元素可以在长时间内保持大量电流而不会以热的形式损失能量。这种保持极端电荷的能力称为超导性。超导体电磁铁产生的磁场比铁心电磁铁。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，以热的形式损失能量。金属因此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之类的东西是由金属构成的。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。当带负电的电子穿过带正电荷的原子的编织物时，它吸引那些正原子，另一个电子被拉向电阻并与原来的电子配对它们不断地挣脱并与其他电子结合，但几乎没有阻力。因此，它们不像标准金属那样损失热量和能量。II型超导体是用于超导磁体线圈的那种。II型超导体在比I型超导体更低的温度下达到Tc。它们在磁场中从超导状态逐渐过渡到正常状态。这两种超导体超导磁体的特性使其能够传导比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体下方，并用液氮冷却。超导材料是开放的，可以接受电荷，因为它是冷却的，磁铁在超导体中产生电流和磁场，磁铁开始漂浮在磁场上。研究人员正在研究将超导磁体用于悬浮列车系统。它也正在考虑制造用于磁共振成像（MRI）的小型但强大的磁铁。长期计划包括发现能在不冻结的情况下产生超导电性的材料。如果这种材料被发现，它将改变包括运输和能源生产在内的许多领域的未来。