探索“超级铜”，测试方法二三事

2023年2月，中车研究院与上海交通大学张荻团队联合研发的“超级铜”（石墨烯+铜，一种高电导率铜基复合材料）一经报道，就吸引了大众眼球。

根据实验验证，超级铜的导电性能超过银10%，如果全国10%的电机用上这种“超级铜”材料，那么一年可以节省出180多亿度电。

基于“超级铜”的优异导电性，它将在未来广泛应用于各大基础领域。目前，联盟了解到企业对于“超级铜”的电性能参数有不同的测试方法，也听说曾出现过初觉“轻舟已过万重山”、实际让人啼笑皆非的乌龙结果。近日，华清石墨烯联盟开启了“超级铜”预研工作，我们先来看看已有的超导材料相关标准都提供了怎样的思路呢。

Copper

“超级铜”又被称为“超导铜”，指的是一种由铜基合金构成的材料，具有超导性质。超导铜材料在超导态下表现出优异的电学性能，包括极低的电阻和排斥外部磁场等特点。

超导铜是一种特殊的超导体材料，针对超导体进行性能和特性评估主要包括以下几个关键指标：

• 临界温度（Tc）：指材料转变为超导态的临界温度。高临界温度意味着在更高的温度下仍能保持超导态，对实际应用有重要意义。
• 临界电流（Ic）：在超导态下，通过超导铜的最大电流。高临界电流意味着材料能够承受更大的电流而保持超导态，这对于电磁设备和电能输送等应用非常重要。
• 临界磁场（Hc）：超导态下材料能够承受的最大磁场。高临界磁场意味着材料在更高的磁场下仍能保持超导态。

目前已有的铜合金、超导体的测试标准，大多是围绕以上关键参数展开，关注度最高的是超导材料的临界电流和电阻率。

结合以上标准以及参阅的相关文献资料，小编总结了超导材料临界电流以及电阻率的测试方法。

• 临界电流的测试方法主要有：

• 四探针法：使用四个电极（两对电极），其中一对电极传递电流，另一对电极用于测量材料的电压。通过逐渐增加电流直至样品失去超导态，记录临界电流。
• 涡流测量：利用涡流现象间接测量超导态下材料的电阻率，特别是在高频率下。
• 超导量子干涉仪（SQUID）：使用SQUID等高灵敏度设备测量超导体的电磁性质，例如临界电流。

• 电阻率的测试方法主要有：

• 四引线法：使用四个电极，其中一对电极传递电流，另一对电极用于测量材料的电压。通过消除电极电阻对测量结果的影响，准确测量材料的电阻率。
• 涡流仪：涡流仪也可用于测量材料的电阻率，尤其是对于高导电性的材料。
• 开尔文测试法：一种电阻测量方法，用于准确测量电阻率很低的材料或电路元件的电阻。这个方法可以克服传统两线法电阻测量中导线电阻的影响，适用于要求高精度的电阻率测量。

后续，石墨烯联盟会继续开展“超级铜”的预研工作，欢迎企业一起互动参与~