举数吨重列车“轻如树叶”神力源自高温超导火车重力实验吉尼斯记录( 二 ) _火车重力实验吉尼斯记录

高温超导材料能“捆绑”磁力线
处于超导态的高温超导块材向永磁体逐渐靠近，外界磁场以磁通量子束形式开始进入超导体内，钉扎中心周围超导区域将产生涡流而牢牢地锁定磁通量子束。
据介绍，目前任何一种磁浮列车制式都能实现悬浮、导向、驱动这三项最重要的功能。邓自刚解释，导向也可以用“感生电”来解释，更形象的解释是高温超导材料具有磁通钉扎特性，对磁力线有束缚作用，从而实现导向功能。
“由于超导体在轨道上方，磁力线将穿透超导体，但如果磁力线被钉扎在超导体里面，要想移动超导体，它就会产生一个回复力，阻碍车体的移动，所以说回复力会起到导向作用，使列车不会发生脱轨。”他说。
具体来看，高温超导体材料制备过程中产生的位错、沉淀物等缺陷，形成位能势阱。将正常态的超导块材放入磁场中，此时磁场能够穿过块材，块材进行冷却进入超导态后，位能势阱会阻止磁通线移动，对磁通线进行“束缚”，也就是磁通钉扎效应。处于超导态的高温超导块材向永磁体逐渐靠近，外界磁场以磁通量子束形式开始进入超导体内，在其通过的路径上遇到结构缺陷等（钉扎中心），钉扎中心周围超导区域将产生涡流而牢牢地锁定磁通量子束，宏观上表现为自稳定悬浮现象。
从驱动功能方面来说，磁浮列车都是依靠直线电机进行牵引，直线电机产生一个行波磁场，然后拉着列车不停地“奔跑” 。直线电机与车体之间也没有接触，由车上永磁体组成的动子和线路上线圈组成的定子构成，两者相互作用，产生牵引力或制动力。
当然，磁浮列车的底部装有悬浮装置，被称为“杜瓦” 。杜瓦里面有超导材料，可以把它理解为列车的“车轮” 。因此，要让列车悬浮，车载高温超导材料、地面永磁轨道和液氮三要素必不可少。
“不同的磁浮技术采用的导体也有所不同，按照所采用的导体材料划分为常导磁悬浮、高温超导磁悬浮和低温超导磁悬浮。常导磁悬浮使用的是常规导体材料，比如铜或铝；高温超导磁悬浮和低温超导磁悬浮使用的是超导材料。”邓自刚介绍，此次高温超导磁浮列车使用的是钇钡铜氧高温超导材料。
邓自刚告诉采访人员，由于超导体最大的优点是没有电阻，可减少电流传输过程中的热消耗，所以十分节能，它的导电能力是常规导体铜线的几十倍以上。“因此在磁浮轨道交通系统中使用超导磁体，不但可以产生更大的悬浮力、导向力和驱动力，而且更加节能、环保。”
此次成功下线的世界首条高温超导高速磁浮样车及试验线，邓自刚表示，结合西南交通大学此前建成的真空管道高温超导磁浮车高速试验台，最高试验速度可达400公里/小时，目标速度将达到620公里/小时，可开展高温超导磁浮车动力学、气动、振动、噪声等方面的研究。
未来室温超导体更有研究价值
现在是用低温条件换取超导，目前发现的室温超导体是用高压条件换取超导，如果未来能发现在大气环境下工作的室温超导材料，将会进一步提升磁浮列车研究的应用价值。
据介绍，超导是指某些材料在温度降低到某一临界值以下时，电阻突然消失的现象，而具备这种特性的材料称为超导体。所谓“高温超导体”，是指临界温度在40K（约零下233摄氏度）以上的超导体。
“除了磁浮外，超导材料在众多领域也有相关研究应用。目前，低温超导材料已实现商业化应用，主要用在医学的核磁共振上。”邓自刚介绍，超导技术被称为21世纪电力工业的高技术储备，可有效解决当前的能源、交通等问题，如今国内外正在研究应用于高压线输电的高温超导电缆，应用于各种设备的超导电机等。

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