电气材料基础 课件 第5章 导电材料（4学时）

1《电气材料基础》第5章导电材料25.1

导电材料分类5.2

导电材料基本性质5.3

常用导电材料5.4

超导材料5.5半导电材料主要内容3

导电材料指允许电流持续流通的材料。

导电过程有三个要素：导电通路本质是材料中的载流子在电场作用下贯穿电极间的定向迁移。导电通路：由材料本征结构和特性决定。导带电子、电子/离子迁移通道等载流子：电子或离子通常以一种类型的电荷载体为主。电场：外界作用。载流子电场5.1导电材料分类4良导体、不良导体及超导体良导体ρ<10–8Ω·m,主要功能:传输电能及电信号，要求在传输过程中能量损失尽可能少。良导体包括银、铜、金和铝。金和银是贵金属，只用于特殊场合，如用于高频的镀银铜线、镀金的印刷线路板等。大量应用铜和铝，铜的导电性能和机械加工性能都优于铝，但它在自然界的蕴藏量远少于铝，因此在一般应用中有以铝代铜的趋势。5.1导电材料分类按电导率大小不良导体ρ>10–8Ω·m，不良导体不宜应用于电能传输与良导体组成复合材料，如铝包钢、不锈钢包铜等，用于增加强度、耐腐蚀、耐高温以及降低价格等；用于能量转换，例如，作为电热丝用的镍铬合金主要用于把电能转换成热能，而制造白炽灯的钨丝、钼丝用于把电能转换成光能；用于信号转换，例如制造热电偶及各种传感器；用于和导电无直接相关的其他目的，如用作磁性材料、导热材料及结构材料等。55.1导电材料分类按导电机理分类（载流子）电子导电材料、离子导电材料和混合型导体。-典型材料的电导率导电类型材料类型电导率/

-1·m-1离子导电离子晶体10-16~10-2快离子导体10-1~103强（液）电解质10-1~103电子导电金属103~107半导体10-3~104绝缘体＜10-1065.1导电材料分类按化学成分分类

金属：银、铜、铝。常见的良导体为金属材料。电导率107~108S/m

合金：黄铜、镍鉻合金。满足其他应用性能要求。如增加强度、耐腐蚀、耐高温、降低价格等。电导率105~107S/m

无机非金属：酸、碱、盐的溶液、熔体，石墨等。电导率范围宽。电导率105~108S/m

种类多，应用广。高分子导电材料：共轭高分子聚合物，聚乙炔、聚苯胺等。电导率范围宽；必须掺杂。Al高电导率材料用于传输电流。高电阻率材料将电能转换成其它能量。75.1

导电材料分类5.2

导电材料基本性质5.3

常用导电材料5.4

超导材料5.5半导电材料主要内容85.2导电材料基本性能5.2.1导电特性金属如何具有导电性？金属中的金属键（金属阳离子和自由电子）金属键的键能低，原子核对电子束缚小电场作用下自由电子的定向迁移，并碰撞晶格发热温度升高：电子热运动加剧，难以定向，电阻率升高。温度降低？？？经典电子理论电子在金属内的运动用波动力学解释——量子力学观点电子沿金属的晶格传播，晶格骨架是障碍电子波传递能量，晶格振动使金属发热温度升高：晶格振动

，晶格的规整性

，电子波的传播阻碍

，电阻率

温度降低：晶格振动

，对电子波的阻碍

9比例系数

v称为体积电阻率用以表征材料的导电特性电阻率的单位

·m。导体的体积电阻R与导体的长度l成正比，与导体的截面积A成反比体积电阻率——材料导电性的表征参数电阻（R）是材料形状、尺寸的函数。电阻率（

v）是材料的固有性质，只与材料的组成结构有关，与材料的尺寸无关。电阻率（

v）是微观水平上阻碍电流流动的度量，微观结构对电阻率有很大影响。5.2.1导电特性表面电阻率单位？10（a）金属；（b）半导体微观结构电阻率随着温度升高而升高——导体的特征。影响金属导电性的因素对于金属导体，杂质元素会引起晶格畸变，造成电子散射，导致电阻率增大。对金属导体材料的冷变形与热处理，均会引起引起金属晶格的变形，导致电阻率增大。空穴、位错、晶粒的界面，都会阻碍电子的运动而使电阻率升高。温度导体中，温度升高使金属原子振动加剧，电子难以定向，电阻率增大。半导体带隙窄，温度升高使得载流子数目增加，导电性增加。11合金元素溶质原子，溶剂原子导致晶格畸变，引起电子散射电阻率增加ρi取决于晶格缺陷的多少，缺陷越多，ρi越大，一般与温度无关；ρT取决于晶格的热振动。

杂质——引起电子散射冷变形——弹性变形，塑性变形

热处理——退火，减少晶格缺陷

表面状态——污染、氧化、水分、腐蚀

在不同电场DC/AC中的导体电阻？12电导率电导率（σ）是电阻率的倒数，表征电流通过材料的难易程度。定义：单位时间内通过单位立方体积的电量。影响电导率的因素：单位体积材料中载流子数目（n）每个载流子的电荷量（q）载流子的迁移率（μ）离子导电材料的电导依赖于离子的运动，带电离子的迁移满足：上述三个因素的乘积就是电导率：σ=nqμ(单位S/m)普适公式

D：扩散系数k：Boltzmann常数T：绝对温度q：电量Z：离子的价位离子体积大、迁移率低。因此离子导电材料的电导率比金属导体低若干个数量级；离子晶体基本上都是绝缘体。135.2.2导热特性1.热导率（导热系数）

导电材料的热导率是热能在材料内部流动能力的度量

。对于电机、电缆及一些电力设备的热性能计算十分重要。例如：电缆芯线的热导率大，则电缆的温升低，同样截面的金属芯线，热导率大的载流量也大。k=（q/A）/（

T/

d）单位：W/（m·K）或W·m

1·K

1

非金属材料的热导率——声子金属材料的热导率——声子+自由电子金属的杂质、空穴、缺陷影响热导率银：4.1，钢：0.5，玻璃：0.01，聚乙烯：0.00414产生原因：不同金属的自由电子浓度不同，接触时电子向低浓度区扩散，则因得到和失去电子而形成电位差。两物体间距小于0.25nm，出现双电层和接触电位差。2.接触电位差和热电势接触电位差：没有电流的情况下，两种不同物质接触面两侧的电位差，即两种不同的金属互相接触时所产生的电位差。VA、VB为金属A、B的接触电位；NOA、NOB为金属A、B的单位体积的自由电子数；e为电子电荷；k为波尔兹曼常数；T为热力学温度；接触电位差152.接触电位差和热电势热电势与两种金属的性质及接触面的温度有关；而与接触面的大小和接触时间的长短无关。

0.1~几伏，因所处的温度而不同。16抗拉强度和伸长率退火——抗拉强度低，伸长率高未退火——抗拉强度高，伸长率低淬火——改善晶格结构5.2.3力学性能导电材料除了电导率、热导率外，力学性能也起着十分重要的作用。

例如：架空线，其力学性能与电学性能同样重要。架空线要承受很大的拉力，如果抗拉强度不够，就会导致掉线事故，造成重大损失，因此有必要对其力学性能进行评价。导电材料的力学性能表征与电介质材料类似，用应力应变曲线。拉伸强度和伸长率可以用拉伸试验曲线来表示。175.1

导电材料分类5.2

导电材料基本性质5.3

常用导电材料5.4

超导材料5.5半导电材料主要内容185.3常用导电材料5.3.1铜及铜合金1.铜

导电性好：Ag>Cu>Au>Al>Mg；导热性好：Au>Ag>Cu；化学稳定抗腐蚀：潮湿的空气中其表面可生成Cu2(OH)2CO3，耐海水腐蚀。无磁性，反磁物质：电磁屏蔽机械性能较好：纯铜抗拉强度是245~315MPa塑性好：延展性好，易加工，易焊接来源可靠，冶炼技术发达：天然单质铜、铜矿石（黄铜矿、辉铜矿、斑铜矿、赤铜矿和孔雀石）19

铜的性质和影响因素电阻率：0.017241Ω

mm2/m密度：8.9g/cm3

电导率的相对值：IEC规定在20℃时比重为8.89g/cm3，长1m，截面积为1mm2，电阻为0.017241Ω，电阻温度系数为0.00393的退火软铜，电导率为100%IACS。（标准退火纯铜）电线电缆的导体选用铜含量高于99.90%的纯铜，国际上广泛采用电导率为102%IACS的无氧铜。IACS——InternationalAnnealedCopperStandard。表征金属或合金的导电率。

杂质对铜的影响

电导率：P、As、Al、Fe等——电导率降低机械性能：能溶解于铜，提高强度——Ag、Cd、Zn、Ni

不溶解于铜，使铜变脆——Bi、Pb、O退火：一般在400℃以上，与铜的成分有关（580±20℃）。202.铜合金以纯铜为基体加入一种或几种其他元素所构成的合金。银铜合金——有良好的导电性、流动性和浸润性、较好的机械性能、耐磨性和抗熔焊性。镉铜合金——1%的镉，冷拉后具有较高的抗拉强度，制造大跨度架空导线、高强度绝缘导线、滑接导线。稀土铜合金——加入钇，使晶粒细化、改善工艺性能，提高导电性和机械强度，可与银铜合金媲美。3.铜和铜合金的应用电力输送

电线电缆、汇流排、变压器、开关、接插元件和联接器中传导电流。与铝相比，具有导电性和尺寸上的优点。

21电机制造

广泛使用高导电和高强度的铜合金。主要用于定子、转子和轴头等。在大型电机中，绕组要用水或氢气冷却，称为双水内冷或氢气冷却电机，这就需要大长度的中空导线。电机内部的能量消耗，主要来源于绕组的电阻损耗，因此，增大铜线截面是发展高效电机的一个关键措施。电真空器件

高频和超高频发射管、波导管、磁控管等，需要高纯度无氧铜和弥散强化无氧铜。

通讯电缆

相较于光纤电缆，以铜为导体的同轴电缆具有成本低、易于安装、技术标准成熟的优点，在广播电视、有线网络和局域网络中广泛应用。22印刷电路铜箔为表面粘贴在支撑塑料板上，用照相的办法把电路布线图印制在覆铜板上，浸蚀多余部分留下相互连接的电路。把分立元件的接头或其它部分的终端焊接在电路上。集成电路用于集成电路的导电层，连接集成电路中的不同元器件。用铜的新型微芯片，可获得30%的效能增益，电路的线尺寸可以减小到0.12微米，可使在单个芯片上集成的晶体管数目达到200万个。半导体集成电路的发展，为铜的应用开拓了新领域。235.3.2铝和铝合金1.铝是地壳中含量最丰富的金属元素（7.73%），价格便宜。地壳中的元素含量24泰国国王的表链;来自黏土的白银；门捷列夫的奖杯。拿破仑三世的皇冠1884耗电量：电解铝约为13500度/吨硅铁为8500度/吨电解铜为240度/吨电解铝实验,大幅降低铝的价格原因：还原电位，Cu(-0.34V)

Al(-1.67V)铝的电阻高为保证生产效率需要更高电压电流255.3.2铝和铝合金用途：纯铝大量用于电缆——架空输电线用钢芯铝绞线、母线、铝护套、电容器中的铝箔电极等。特点：电阻率低，0.029Ω

mm2/m，

比重小，重量轻：2.7g/cm3

导电能力约为铜的2/3，密度为铜的1/3，等质量和等长度的铝线和铜线相比，铝的导电能力约为铜的二倍，且价低。

耐热性好

耐腐蚀性好，Al2O3膜保护

抗拉强度低，70~95MPa

不易焊接262.铝合金

铝镁合金：（中强度）主要元素是铝，再掺入少量的镁或是其它的金属材料来加强其硬度。质坚量轻、散热性较好、抗压性较强，其硬度是传统塑料的数倍，但重量仅为后者的三分之一。铝镁硅合金：（高强度）用作架空线。3.氧化铝化学性质稳定，绝缘性能优良

机械强度高，耐高温27

性能铁的电阻率高，约为铜的五倍多。化学稳定性低，易氧化。在频率较高时集肤效应明显，所以很少用作导电材料。应用架空线中的钢芯铝绞线，既有高的机械强度，又有足够的电导率。电工中用的钢线为低碳钢（含碳0.l%-0.15%）。农村用的布线：广播线，也有将镀锌软钢线裸露使用或外面包以绝缘后应用，这种线价格较低。

铝包钢线与铜包钢线也可以用于架空通讯与输电线路。2024/6/55.3.3铁和钢28是电力设备中实现电压、电流的通、断控制及负载电流电器（如开关、继电器、起动器及仪器仪表等）的关键材料。

又称电触头材料或电接触材料。有强电触头和弱电触头两大类5.3.4电触头材料类别材料品种强电用复合触头材料银-氧化镉，银-钨，铜-钨，银-铁，银-镍，铜-石墨，银-碳化钨真空开关触头材料铜铋铈，铜铋银，铜碲硒，钨-铜铋锆，铜铁镍钴铋弱电用铂族合金铂铱，钯银，钯铜，钯铱金基合金金镍，金银，金锆银及其合金银，银铜钨及其合金钨，钨钼292024/6/51.电接触形式

固定接触：其结构通常是在修理时才需要断开接触。接插件：实现可拆电气连接。可分合接触：“闭合”、“断开”状态。滑动接触：指接触组件间的平移或旋转运动实现从静止接触件到运动接触件（或相反）的电能转换，是一种特殊的电接触形式，空间上只有“闭合导通”一种状态。按接触传导时有无电弧产生，又可将电接触分为无弧电接触、有弧电接触及滑动电接触。是一个动态过程！302024/6/5在开关电器中，电接触材料性能决定了开断能力和接触可靠性。接触电阻：两个导体接触面的电阻，远高于其它部位电阻。2.电触点操作过程中的物理现象集中电阻或收缩电阻：电流通过实际接触面时，由于电流线收缩（或称集中）显示出来的电阻。ρA、ρB导体电阻；n，接触点数；f，临界弹性值；

F，接触力。界面电阻(表面膜电阻)：由接触表面膜层及其他污染物所构成的电阻。从接触表面状态分析，表面污染膜可分为较坚实的薄膜层和较松散的杂质污染层。31机械磨损：机械力冲击，造成变形、裂开或剥落，影响触头的寿命。电弧耐蚀：电弧会使触头表面金属熔融飞溅而散失。决定触头的寿命。触头的发热与熔焊：发生高热而形成熔焊。例如：焊接强度大于机械分断力，那么触头就不能断开，这将造成严重事故。

剩余电流：与触头材料的灭弧能力有关。例如：钨和石墨等在高温下会发射电子，剩余电流较大；铜和银合金的剩余电流较小，故灭弧能力大。

电击穿：当触头间的开距小而电场强度较大时，触头表面的一些联系较弱的颗粒在强场作用下被拉出吸引至对面触头，导致触头间的电击穿。材料转移：在直流情况下触头动作时，出现触头材料从触头的一方转移到另一方的现象。如果触头分离时阳极上的接点温度高，阳极面上的熔融金属粘附在较冷阴极上，阳极失去部分金属而出现凹坑，而阴极却凸起一块，破坏了触头表面的平整，影响正常操作。323.开关电器对触头材料的要求良好的导电性和导热性。抗熔焊性。耐电弧烧蚀性。

大电流分断时不易发生电弧重燃。低截流水平低的气体含量化学稳定性抗环境介质污染电触点操作过程中的物理现象：接触电阻、机械磨损、电弧、发热与熔焊、剩余电流、电击穿、材料转移铜钨系触头材料银钨系触头材料铜铬系触头材料银镍、银墨触头材料银氧化锡触头材料常用触头材料335.3.5电碳材料电碳材料是以碳和石墨为基体的电工材料。优点：导电及导热性能好；具有较好的耐蚀性；易加工为各种形态及不同形状的电极；价廉、易得。缺点：由于石墨在较低温度下机械强度较低、易磨损，易氧化。天才少年曹原：在魔角石墨烯中实现超导345.1

导电材料分类5.2

导电材料基本性质5.3

常用导电材料5.4

超导材料5.5半导电材料主要内容355.4超导材料1911年4月8日，荷兰莱顿大学的HeikeKamerlinghOnnes打算在当时新制备出来的液氦（-268.98℃，4.2K）中研究固态汞的低温电阻特性时发现，在温度降低到4.2K时，汞的电阻突然消失。在同一个实验中，他还观察到了液氦在2.2K时出现了超流动性。19131913年，铅，7K1941年，氮化铌，16K1933年，发现超导体的抗磁性在电阻为零的同时，磁感应强度也为零。36超导电性：物质在低温条件下呈现电阻为零和排斥磁力线的性质，称为超导电性。具有超导电性的物质称为超导体。5.4.1超导基本概念超导体在电阻消失前的状态称为常导状态。超导体在电阻消失后的状态称为超导状态。零电阻5.4超导材料超导体的零电阻现象与常导体的零电阻在实质上截然不同。常导体：在理想的金属晶体中，由于电子运动畅通无阻因此没有电阻；超导体：临界温度以下电阻突然变为零，超导体内磁感应强度为零。当温度下降到某一特定温度时，超导体电阻突然下降到零的现象。375.4.1超导基本概念完全抗磁性迈斯纳效应(Meissner和Ochsenfeld，1933)将超导体在磁场中冷却，在达到临界温度以下时，超导体内的磁通线一下子被排斥出去。将超导体冷却至临界温度以下，再通以磁场，这时磁通线也被排斥出去。在超导状态下，超导体内磁感应强度为零（B≡0），表现出完全排斥磁力线的现象。这就是迈斯纳效应（Meissner效应）。产生迈斯纳效应的原因当超导体处于超导状态时，在磁场作用下，表面产生一个无损耗感应电流。这个电流产生的磁场恰恰与外加磁场大小相等、方向相反，因而总和显示磁场为零。零电阻和迈斯纳效应是超导体的两大基本属性！38超导体的完全抗磁性39临界温度Tc超导体从常导状态转变为超导状态的温度称为临界温度，以Tc表示。超导体的临界参数超导体有三个基本的临界参数：临界温度Tc临界磁场Hc临界电流Ic必须同时满足！由于材料的不纯，零电阻转变前后，跨越了一个温度区域。从而引入了四个区域温度参数：起始转变温度Tc(onset)：材料开始偏离常导状态时的温度。零电阻温度Tc(n=0)：材料电阻R=0时的温度。转变温度宽度ΔTc：起始转变时材料电阻值Rn的10~90%对应的温度区域宽度。中间临界温度Tc(mid)：Rn的1/2对应的温度值。40临界磁场Hc使超导状态的物质由超导状态变为常导状态时所需的最小磁场强度，称为临界磁场，以Hc表示。Hc是温度的函数，可以近似表示为：

Hc0：绝对零度时的临界磁场临界电流Ic破坏超导电性所需的最小极限电流就是临界电流，以Ic表示。Ic是温度的函数，可以近似表示为：

Ic0：绝对零度时的临界电流超导体的临界参数三个临界参数Tc，Hc，Ic

的关系超导体处于超导状态，必须置于三个临界值之下，任何一个条件遭到破坏，超导状态随即消失。Tc和Hc是材料的本征参数，只与材料的电子结构有关。Ic与Hc有关。41唯象模型——二流体模型超导态时，传导电子分为：超导电子和常导电子。两种电子占据同一体积，在空间上互相渗透又彼此独立地运动。常导电子的导电与常规导体一样，受晶格的散射而产生电阻，且运动杂乱对热力学熵有贡献。超导电子处于某种凝聚状态，即它们凝聚在某个最低能量状态，其特点是电子不受晶格散射，且对熵无贡献，它在晶格中无阻地流动，电阻为零。这两种电子的相对数目与温度有关：5.4.2超导电性的物理机理

（1）T＝0时，所有自由电子都凝聚在这个态中成为超导电子；

（2）0<T<Tc时，部分传导电子从凝聚态中激发出来，成为常导电子，T越高激发出的电子也越多；

（3）T>Tc时，全部自由电子从凝聚态中激发出来，成为常导电子，进入无序化的常导态。42超导的微观理论——BCS理论5.4.2超导电性的物理机理1911年发现超导现象。1950年，H.Frilich和J.Bardeen推断电子和声子相互作用，能够将两个电子耦合在一起。1956年，Cooper发现了0K时金属中单个电子对的形成。1957年，Bardeen

(巴丁)、Cooper

(库珀)和Schrieffer

(施里弗)将Cooper的方法推广到描述大量界面电子的行为，证明了电声作用形成“库伯电子对”——提出BCS理论。

（1）电子在晶格中移动时会吸引邻近格点上的正电荷，导致晶格的局部畸变，形成局域高正电荷区。

（2）高正电荷区吸引自旋相反的电子，和原来的电子相结合形成电子对。

（3）在很低温度下，该结合能低于两个单独电子的能量，电子对不会和晶格发生能量交换，没有电阻，形成“超导”。1972BCS理论无法解释高温超导的现象。435.4.3超导体的分类按磁化特性第一类超导体和第二类超导体。第一类超导体：只有一个临界磁场Hc，具有迈斯纳效应。除铌（Nb）、钒（V）、锝（Tc）外，元素超导体都是第一类超导体。第二类超导体：有两个临界磁场Hc1和Hc2。H<Hc1时，B=0，排斥外磁场，同第一类。Hc1<H<Hc2时，0<B<μH，磁场部分穿透。H>Hc2时，B=μH，磁场完全穿透。存在混合态。大多数合金或化合物超导体。445.4.3超导体的分类按成分元素超导体、合金和化合物超导体、有机和高分子超导体三类。元素超导体：除贵金属、部分碱金属、铁磁金属和镁外，几乎全部金属元素都具有超导性。P161，表5-11列出了一些超导金属的临界温度。铅临界温度最高，7.196K;铑的临界温度最低，0.000325K。455.4.4超导体的分类合金和化合物超导体：合金和化合物超导体包括二元、三元和多元的合金及化合物。如氮化铌(NiN)，铌钛锆三元合金（NiTiZr），典型123型超导体YBa2Cu3O7-x等。组成可以是全为超导元素，也可以部分为超导元素，部分为非超导元素。提高了元素超导体的临界温度限定。J.G.Bendorz和K.A.Muller因为发现了高温超导陶瓷（Tc=35K）La2-xBaxCuO4而获得诺贝尔奖。为高温超导材料的发展奠定了基础。TiBa2Ca3Cu4O11，Tc>100K!（表5-12）46氧化物超导体早在1964年人们就发现在一些金属氧化物材料中也存在超导现象。但在1986年前，超导体还被局限在液氦温区。1986年发现了一系列陶瓷材料，临界温度超过了77K，将超导带入了液氮温区。合金和化合物超导体：47

1987年2月我国科学家赵忠贤等人获得临界温度在93K的YBaCu系超导体，化学计量式为YBa2Cu3O7，即所谓的123材料，通常材料都有氧空位，因此写成YBa2Cu3O7-x。从结构上看，具有以下特征：（1）钙钛矿式的层状结构；（2）同时存在Cu2+和Cu3+；（3）存在氧空位。48这些新材料的性质已不完全能用BCS理论解释。各国学者开展理论和实验研究工作。提出了共振价键理论、双极化子机制、激子机制、等离子体机制、杂质跃迁机制等。合金和化合物超导体：49有机超导体主要有掺碱金属的C60，其中K3C60的Tc为18K，Cs-Rb-C60的Tc为33K。高分子超导体主要是非碳高分子(SN)x，Tc为0.26K。有机和高分子超导体：5.4.3超导体的分类50各种超导材料发现的时间515.4.3超导体的分类按应用条件低温超导体和高温超导体。低温超导体：超导转变温度较低，大约在30K以下。元素超导体：所有的元素超导体都属于低温超导体。合金超导体：Ni-Ti系合金实用线材的使用最为广泛，它与铜很容易复合。技术成熟、性能稳定、成本低，是目前实用线材中的主导。具有很高临界电流（Ic）的三元超导合金材料，如Nb-40Zr-10Ti，Nb-Ti-Ta等。是制造磁流体发电机大型磁体的理想材料。化合物超导体：超导临界参量均较高，是性能良好的强磁场超导材料。质脆、不易直接加工成线材或带材，需要采用特殊的加工方法。合金及化合物超导体多达几千种，真正能够实际应用的并不多。525.4.3超导体的分类高温超导体：超导转变温度较高，超过了77K，可在液氮的温度下工作。氧化物超导体：

高温超导体大多为氧化物陶瓷。有钇系氧化物YBa2Cu3O7-x（YBCO）超导体，铋系氧化物Bi2Sr2Ca2Cu3Ox（BSCCO）超导体和铊系氧化物TlBaCaCuO超导体。具有层状的类钙钛矿型结构组元，导电层是铜氧层骨架，决定了氧化物超导体在结构上和物理特性上的二维特点。超导主要发生在导电层上。晶格参数变化伴随载流子浓度的变化，临界温度对载流子浓度有强依赖关系。非氧化物超导体：主要是C60化合物C60特殊的球形结构和大尺寸使其具有独特的掺杂性质。当构成固体时，球外壳之间较大的空隙提供了丰富的结构因素。C60及其衍生物具有巨大的应用前景。非晶超导体：主要包括非晶态简单金属及其合金和非晶态过渡金属及其合金

具有高度均匀性、高强度、高耐磨、高耐蚀等有点。超导电性主要是由于电子和声子之间的相互作用而引起的。非晶态结构的长程无序性对其超导性的影响很大，使有些物质的超导转变温度提高。大多数非晶态超导体的超导转变温度比相应的晶态超导体高约5K。535.4.3超导体的分类复合超导体：由许多超导线（或带）与良导体复合而来。

优点：可承载更大的电流，减少退化效应，增加超导的稳定性，提高机械强度和超导性能。复合超导体大致有：超导电缆、复合线、复合带、超导细丝复合线、编织线和内冷复合超导体六种。重费米子超导体：低温电子比热系数非常大，是普通金属的几百甚至几千倍。

目前发现的重费米子超导体临界温度都较低，无实用价值。在理论上存在两种不同的基态，反铁磁态和超导电态。重费米子体系具有非常规的超导机制。有机超导材料：都属于第二类超导体具有低维特性、低电子密度。优点：质量轻、容易进行分子水平上的剪裁与设计54超导的应用，基本上可以分为强电强磁和弱电弱磁两大类。1.超导强电强磁应用原理：基于超导体的零电阻特性和完全抗磁性以及非理想第二类超导体所特有的高临界电流密度和高临界磁场。应用：超导电缆，超导限流器，超导磁体如超导磁悬浮列车，巨大环形超导磁体、超导磁分离等。5.4.4超导的应用55大型城市电力系