超導現(xiàn)象雖然發(fā)現(xiàn)甚早，20世紀30年代就已建立起超導理論的基礎，50年代又出現(xiàn)了超導微觀理論。但是，在應用上的突破卻是在60年代以后。接著出現(xiàn)了Nb-Zr、Nb-Ti等一系列超導合金和化合物，逐步形成了一個新的技術領域——超導技術。

自20世紀80年代高溫超導材料取得突破性進展并由此導致世界“超導熱”的興起，使世界半個多世紀對超導材料的研究進入了一個嶄新階段。但是，由于發(fā)展迅速而且時間較短，有關理論尚在逐步形成和探索之中，能否制成更具實用價值的新型陶瓷超導體，還在不斷地研究之中。所以，本章僅對超導陶瓷作一般性介紹。

1.超導體

超導體（Superconductor),是指當某種物質冷卻到低溫時電阻突然變?yōu)榱?，同時物質內部失去磁通成為完全抗磁性的物質。每一種超導體都有一定的超導轉變溫度，即物質由常態(tài)轉變?yōu)槌瑢B(tài)的溫度稱其為超導臨界溫度（Critical Temperature）用Tc表示。不同超導材料的超導臨界溫度是不同的。超導臨界溫度一般以絕對溫度（K）來表示。

判斷材料是否具有超導性，有兩個基本的特征：超導電性，指材料在低溫下失去電阻的性質；完全抗磁性，指超導體處于外界磁場中，磁力線無法穿透，超導體內的磁通量為零。

總之，超導體呈現(xiàn)的超導現(xiàn)象取決于溫度、磁場、電流密度的大小，這些條件的上限分別稱為臨界溫度（Tc）、臨界磁場（Hc)、臨界電流密度(Ic)。從超導材料的實用化來看，歸根結底，最重要的是如何提高這三個物理特性。

2. 超導體的分類

超導體的分類目前尚不明確，也很難進行分類，但就目前已知的超導體來說，大致可以這樣來分類：

（1)從材料來分類，可分為三大類，即元素超導體、合金或化合物超導體、氧化物超導體（即超導陶瓷）。

（2)從低溫處理方法來分，可分為液氦溫區(qū)超導體（4. 2K以下）、液氫溫區(qū)超導體（20K以下）、液氮溫區(qū)超導體（77K以下）和常溫超導體。

元素超導體，目前已知的有20多種，包括Be、Al、Ti、V、Zn、Ga、Ge、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Cd、In、Sn、La、Ta、W、Re、Os、Ir、Hg、Tl、Pb、Th、U等。其中Nb的臨界溫度最高（9. 1K)。合金或化合物超導體，目前已超過1000種，具有最高臨界溫度的Nb3X和V3X(其中X可以是Ga、Al、Si,也可以是Ge或Sn),以合金Nb3Ge的臨界溫度最高（23. 2K)。

氧化物超導體（即超導陶瓷 Superconducting Ceramics)為最新發(fā)展起來的超導材料，這類超導陶瓷的臨界溫度，由于研究者不同、工藝方法不同，報道也不同。

3.超導陶瓷的晶體結構

氧化物超導陶瓷的分子式YBa2Cu3O7-x,Y可以被其他稀土元素，特別是重稀土元素取代，用Gd、Dy、Ho、Er、Tm、Tb和Lu取代Y后形成相應的超導單相或多相材料。

YBa2Cu3O7-x有兩個相，一個是四方相（P4m2),另一個是正交相（Pmmm),這兩種結構都起源于ABO3型鈣鈦礦結構。

高溫下為四方結構，低溫下為正交結構，轉變溫度在600~700℃之間，是有序-無序轉變。正交相是高溫超導相，四方相是半導體。

超導結構的晶體結構，有的已經(jīng)定論，有的還沒有。根據(jù)晶體結構來分析，Tc高的原因或超導原因在Cu-O層。

隨著對超導體的深入研究和發(fā)展，將會不斷揭示其晶體結構與超導電性的關系。