两类超导体lianglei chaodaoti

超导体按其磁化特性可分成两类，即第Ⅰ类和第Ⅱ类。这两类超导体的超导电性机制没有差别，但迈斯纳效应完全不同。第Ⅰ类超导体完全排除磁场，直到超导电性被突然破坏，然后被磁场完全穿透，只有一个临界磁场Hc，其磁化曲线如图1所示。当外加磁场H小于Hc时，超导体处在超导态，表现出完全的迈斯纳效应，称超导体处于迈斯纳态；当外加磁场H≥Hc时，超导体处于正常状态。绝大多数元素超导体为第Ⅰ类超导体。但它们的临界磁场太低，作为超导磁体的线圈没有什么应用价值。第Ⅱ类超导体有两个临界磁场，即下临界磁场H_c1和上临界磁场H_c2，其磁化曲线如图2所示。只要外磁场H>H_c2，第Ⅱ类超导体不具有超导电性。当外磁场Hc1和H_c2之间，第Ⅱ类超导体处于混合态，体内有磁力线穿过，这些磁场不为零的区域形成许多半径很小的圆柱形正常区，其周围是连通的超导区，超导区的表面仍存在抗磁超导电流，如图3所示。显然，在正常区内磁场和电阻率都不为零，在超导区内都为零。这样，第Ⅱ类超导体处于混合态时，既具有不完全的抗磁性(体内存在H≠0的正常区域)，又保持零电阻性（存在连通的超导区域）。所以，这时的迈斯纳效应是不完全的。当外磁场增加时，圆柱形的正常区域大小不变，但数目增多。当外磁场增大到Hc2时，相邻的正常区域彼此接触，超导区域随之消失，于是整个超导体转变到正常态，被磁场完全穿透。在现有的超导体中，铌(N_b)、钒(V)、锝(T_c)以及大多数合金和化合物超导体都属于第Ⅱ类。
上述两类超导体的不同的磁化特性可以用“界面能”的概念来加以说明。在一定条件下超导体内部可以同时存在超导区域和正常区域。产生两区域之间的分界面需要附加的能量。界面能就是相对于超导态，产生单位面积的界面所需附加的能量。对于第Ⅰ类超导体，当外磁场Hc1时，界面能是正的，这种情形与第Ⅰ类超导体的情况相同；当外磁场介于H_c1和H_c2之间时，界面能是负的，这有利于在体内形成超导区和正常区之间的界面，使超导体处于混合态。
超导临界磁场H_c与温度之间的近似关系式

不仅对第Ⅰ类超导体适用，而且对第Ⅱ类超导体的上、下临界磁场H_c2和H_c1也成立，如图4(Ⅰ类)和图5(Ⅱ类)所示。

图1

图2

图3

图4

图5