材料物理性能(研究生)

材料物理性能材料學(xué)院王希靖緒論

作為一門學(xué)科，材料科學(xué)與工程的形成是金屬材料、無機(jī)材料、有機(jī)高分子材料各學(xué)科發(fā)展過程的殊途同歸。如果說以往機(jī)械工業(yè)的發(fā)展長期來追求材料的高強(qiáng)度、高韌性、耐高溫、抗腐蝕等主要后材料結(jié)構(gòu)抗力的話，在人類進(jìn)入“信息社會(huì)”的今天，許多新興企業(yè)正在替代原有的傳統(tǒng)工業(yè)，音像市場(chǎng)已滲透到社會(huì)生活的各個(gè)角落，電子計(jì)算機(jī)和機(jī)器人正在努力實(shí)現(xiàn)智能化，人類對(duì)太空、海洋和人體自身的探索日益深入，這一切對(duì)材料提出的則是更高的功能性指標(biāo)。

工程材料可以粗略地劃分為結(jié)構(gòu)材料和功能材料。功能材料涉及的范圍很廣，通常指那些具有特定物理、化學(xué)或生物學(xué)特性的材料。它可以作為一種將輸入能量傳遞或轉(zhuǎn)換成其他能量的功能元件。材料的結(jié)構(gòu)性以原子尺度內(nèi)部不發(fā)生變化為特征，材料的功能性通常為原子內(nèi)部的電子以至原于核間的交互作用而表現(xiàn)出來的特性。譬如，電子能帶結(jié)構(gòu)的不同性質(zhì)決定了材料的導(dǎo)電性差異，因而有良導(dǎo)體、半導(dǎo)體、電介質(zhì)和超導(dǎo)體之分。材料的磁性決定于原子中次殼層電子是否被填滿以及它們之間因“交換作用”產(chǎn)生不同原子取向的結(jié)果，因而有抗磁體、順磁體和鐵磁體之別。由于微觀結(jié)構(gòu)的差異，材料的鐵磁性中又可區(qū)分為水磁、軟磁、短磁和旋磁等。材料在“非平衡”的情況下能夠發(fā)光(如彩色顯像管中那樣的熒光)，則是材料的透明基質(zhì)中滲入微量雜質(zhì)的電子被激發(fā)到高能態(tài)，從而成為發(fā)光中心的緣故.毫無疑問，材料在工程應(yīng)用中需要有綜合性能，但其中某一項(xiàng)性能往往處于決定性的地位。材料物理性能是功能材料發(fā)展中受到特別關(guān)注的領(lǐng)域之一。它的進(jìn)展凝聚著物理、化學(xué)、冶金、陶瓷和聚合物等領(lǐng)域科學(xué)工作者的成果，在人類科技發(fā)展史上已作出了醒目的記載。譬如，在第二次世界大戰(zhàn)期間，德國以其首先研制成功的高保真錄音磁帶深夜里在電臺(tái)播放時(shí)，曾經(jīng)使英美的諜報(bào)人員迷惑不解，而今錄音、錄像的磁帶或光盤己成為全世界普通人日常的生活用品。在40年代半導(dǎo)體材科尚未問世之前，世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)曾經(jīng)是一座兩層樓高的龐然大物，而今功能比它強(qiáng)得多的一臺(tái)“nlinkpaid—600筆記本電腦全都集成在一個(gè)厚度僅35mm的盒子里，整機(jī)重量僅2．5kg。由于磁記錄材料的進(jìn)步，今天可以把聯(lián)邦百科全書都貯存在計(jì)算機(jī)中一個(gè)小小的硬盤里，供全世界的讀者通過計(jì)算機(jī)國際互聯(lián)網(wǎng)隨時(shí)查閱。人們?cè)?jīng)幻想過能實(shí)現(xiàn)大功率的光發(fā)射，如今釹玻璃的成功應(yīng)用使得激光器可以輸出1012--1014w的脈沖功率。同樣，正是由于高透明光導(dǎo)纖維玻璃的研制成功，才使遠(yuǎn)距離光通信成為現(xiàn)實(shí)。今天，科技的發(fā)展和生活質(zhì)量的提高從各個(gè)領(lǐng)域?qū)Σ牧系男阅芏继岢隽诵滦枨?。譬如，隨著機(jī)械功率的增大和速度的提高，有害的振動(dòng)和噪聲不可避免地隨之增長，人們?yōu)榱吮Ｗo(hù)賴以生活的環(huán)境，就有必要研制高阻尼和消聲材料以防止噪聲的污染?？梢栽O(shè)想，在不遠(yuǎn)的將來，港口、機(jī)場(chǎng)、泵房、機(jī)械加工和鑄鍛車間也將成為低噪聲或無噪聲環(huán)境。宇宙飛行器在返回大氣層時(shí)，其前沿局部表面耍達(dá)到數(shù)千攝氏度高溫，為了進(jìn)行太空探索就需要研制更優(yōu)良的隔熱材料和熱防護(hù)材料?？傊?，人們需要更多具有電、磁、光、熱和聲學(xué)特殊性能的金屬、陶瓷、半導(dǎo)體和聚合物材料。在探索功能材料的同時(shí)，人們研究材料物理性能的另一個(gè)感興趣領(lǐng)域是把物理性能測(cè)試作為材料研究的一種方法，即通過各種狀態(tài)下所測(cè)得的材料參數(shù)，取得固體內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)組態(tài)的信息，以闡明材料的純度、狀態(tài)、相組成，精確判斷相變過程的性質(zhì)、數(shù)量和限度。這種方法在許多方面有獨(dú)特的效果，稱為“材料物理性能分析”。與金相分析、x—射線分析和電子顯微分析相比，物理性能分析的特點(diǎn)是：(1)可以有效地進(jìn)行材料試驗(yàn)的動(dòng)態(tài)過程研究，較精確地判斷材科中發(fā)生相變的溫度、時(shí)間、數(shù)量和限度；(2)可以靈敏地確定一些微量元素對(duì)材料結(jié)構(gòu)與性能的影響；(3)所得結(jié)果反映材料的整體效應(yīng)，可以避免局部微觀區(qū)域觀察或測(cè)量可能造成的錯(cuò)覺。應(yīng)當(dāng)看到，合理地選用物理性能參數(shù)是取得預(yù)期分析結(jié)果的前提。在材料研究中，針對(duì)所研究的問題有時(shí)可以選用不同參數(shù)進(jìn)行綜合分析，并用其他方法的研究結(jié)果予以補(bǔ)充和左證。只有合理地采用不同的研究方法，互相補(bǔ)充，才能有效地解決材料科學(xué)研究中提出的問題。第1章材料磁學(xué)性能1基本磁性參數(shù)磁性現(xiàn)象是帶電粒子的量子效應(yīng)，磁性是一切物質(zhì)的基本屬性之一。按照現(xiàn)代科學(xué)的觀點(diǎn)，所有物質(zhì)(從微小的微觀粒子到宏觀物質(zhì)，以至于宇宙天體)無論其處于什么樣的狀態(tài)(氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài))，也無論處于怎樣的溫度、壓力下．都顯現(xiàn)某種磁性狀態(tài)。物質(zhì)宏觀磁性是組成物質(zhì)的基本質(zhì)點(diǎn)磁性的集體表現(xiàn)，應(yīng)用磁性材科可以實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換、存貯，信息傳遞與存貯等功能．磁性材料的應(yīng)用遍及各個(gè)領(lǐng)域，各行各業(yè)。磁性是磁性材料的重要物理參數(shù)，磁性與生命科學(xué)密切相關(guān)，現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展離不開磁性材料和磁性理論，磁性分析方法是研究材料組織結(jié)構(gòu)的重要手段之一。第一節(jié)磁的基本概念一、磁質(zhì)與磁距磁化：物質(zhì)受到磁場(chǎng)作用而呈現(xiàn)一定磁性的現(xiàn)象。磁質(zhì)：能被磁場(chǎng)磁化的物質(zhì)?？偞艌?chǎng)：

：外磁場(chǎng)強(qiáng)度；：附加場(chǎng)強(qiáng)依的大小與方向，可分為三類：（1）、抗磁質(zhì)：方向相反H，且（2）、順磁質(zhì)：方向相同H，且（3）、鐵磁質(zhì)：方向相同H，且磁距：磁質(zhì)磁性的表征。磁質(zhì)在外磁場(chǎng)中的磁力距。

概念引入：M=Is×S×H為磁矩。原子中電子的兩個(gè)運(yùn)動(dòng)：自旋運(yùn)動(dòng)：自己圍繞自身軸運(yùn)動(dòng)。循軌運(yùn)動(dòng)：電子圍繞原子核運(yùn)動(dòng)。

因?yàn)橄喈?dāng)于一個(gè)閉合的電回路，都存在著固定的磁矩，稱為循軌磁矩：

玻爾磁子：

:為軌道角動(dòng)量量子數(shù)。自旋磁矩：

si為自旋角動(dòng)量量子數(shù)。磁矩的宏觀表現(xiàn)：無外磁場(chǎng)時(shí)，磁矩取向紊亂，不呈現(xiàn)磁性；有外磁場(chǎng)時(shí)磁矩取向性分布，呈現(xiàn)磁性。二、磁化強(qiáng)度與磁化率

磁化強(qiáng)度：單位體積內(nèi)原子磁矩的總和。

p該體積磁質(zhì)的磁矩。()磁化強(qiáng)度與外磁場(chǎng)的關(guān)系：M=xHx為磁化率：順磁時(shí)：逆磁時(shí)：鐵磁時(shí)：x>>0三、磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁導(dǎo)率磁感應(yīng)強(qiáng)度：磁質(zhì)被磁化后所處位置的總磁場(chǎng)強(qiáng)度B。附加磁場(chǎng)強(qiáng)度。

帶入上式后

第二節(jié)順磁性和抗磁性一、抗磁性循軌電子在外磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生的附加抗磁磁矩，即該物質(zhì)的磁化強(qiáng)度與外磁場(chǎng)反向。由于任何物質(zhì)都具有循軌電子，在外磁場(chǎng)中，都有附加抗磁矩，但能否呈現(xiàn)于外界，取決于抗磁因素大于順磁因素時(shí)，此時(shí)才成為抗磁質(zhì)。

二、順磁性當(dāng)原子中有未填滿電子的電子層時(shí)，每個(gè)電子的電子磁矩的總矢量和不為零，形成原子的固有磁矩。在無外磁場(chǎng)時(shí)，原子的熱擾動(dòng)使各原子磁矩混亂分布，物質(zhì)對(duì)外不顯現(xiàn)磁性。在外磁場(chǎng)作用下，各原子磁矩逐步地轉(zhuǎn)向外磁場(chǎng)方向，從而產(chǎn)生順磁因素。當(dāng)順磁因素大于抗磁因素時(shí)，對(duì)外顯現(xiàn)順磁性。與外磁場(chǎng)的關(guān)系：外磁場(chǎng)越大，磁化率越大。三、金屬的抗磁性每一周期前面的元素都是順磁性，后面的元素為抗磁性。過渡族元素除Fe、Ni、Co外都是順磁性。第三節(jié)影響磁化率的因素一、溫度溫度升高，原子熱運(yùn)動(dòng)加劇，原子磁矩的無序取向增大，使順磁磁化過程變困難，導(dǎo)致順磁磁化率降低。

居里常數(shù)：

鐵磁性金屬與溫度的關(guān)系：為特征溫度，鐵磁物質(zhì)是居里溫度。二、相變晶格的變化影響電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，使磁化率變化。三、合金化兩種弱磁化率金屬固溶時(shí)，磁化率與合金成分的關(guān)系為平滑曲線，抗磁金屬為溶劑，強(qiáng)順磁為溶質(zhì)時(shí)，情況復(fù)雜。見圖1-8，1-9。合金形成金屬化合物時(shí)，磁化率變化突出。如圖1-10。這是由于γ相中自由電子數(shù)減少了，幾乎無固有原子磁矩，故呈現(xiàn)抗磁性。

第四節(jié)抗磁與順磁磁化率的測(cè)量磁秤法：如圖1-12。試樣在不均勻磁場(chǎng)中，沿x方向受力F:F為正，為順磁；F為負(fù)，為逆磁。鐵磁性一、鐵磁質(zhì)的基本特征高磁化率、磁滯現(xiàn)象、居里點(diǎn)、磁各向異性、磁質(zhì)伸縮。前三個(gè)特性已經(jīng)為大家所熟悉。1、磁各向異性鐵磁質(zhì)磁化時(shí)，沿著不同的方向產(chǎn)生的磁化強(qiáng)度不同，即磁化的難易程度不同。具體數(shù)據(jù)見書P12。

2、磁致伸縮效應(yīng)鐵磁物質(zhì)磁化時(shí)，沿著磁化方向發(fā)生長度的變化的現(xiàn)象。用伸縮系數(shù)表示：注意兩點(diǎn)：（1）飽和磁滯伸縮系數(shù)，當(dāng)H=HS時(shí)磁化強(qiáng)度達(dá)到飽和值時(shí)，（2）具有各向異性，見圖1-18。磁化曲線（自學(xué)）。二、自發(fā)磁化理論磁疇：鐵磁質(zhì)在未被磁化時(shí)，其內(nèi)部已經(jīng)存在一定組織狀態(tài)的自發(fā)磁化小區(qū)域，并且各自達(dá)到飽和狀態(tài)，稱這些自發(fā)磁化區(qū)域?yàn)榇女?。其體積約為，相當(dāng)于含有個(gè)原子。其寬度約為，相當(dāng)于105個(gè)原子直徑。疇壁：磁疇之間的界面。它約，相當(dāng)于1000個(gè)原子直徑。雖然每個(gè)磁疇已經(jīng)達(dá)到磁飽和，但在多個(gè)磁疇存在時(shí)，如單晶體，對(duì)外不顯示磁性。如圖1-21，P15。只有在外磁場(chǎng)的作用下，磁疇的磁化方向與外磁場(chǎng)一致，顯示出很強(qiáng)的磁性。

磁疇形成的條件（1）、原子中必須要有未填滿電子內(nèi)層，因而存在著未被抵消的電子自旋磁矩。（2）、相鄰原子間距a與未填滿的內(nèi)電子層半徑r之比大于3，即a/r>3。常見鐵磁質(zhì)：Fe、Ni、Co。

1．11磁與非磁物性的交叉效應(yīng)磁性物質(zhì)在磁場(chǎng)作用下或磁化狀態(tài)改變時(shí)．磁性與非磁性物問是相互聯(lián)系，相互作用，相互影響的，導(dǎo)致各種交叉效應(yīng)，其中以磁電效應(yīng)、磁光效應(yīng)、磁熱效應(yīng)在現(xiàn)代科學(xué)和尖端技術(shù)中尤為突出。對(duì)鐵磁體施加磁場(chǎng)的同時(shí)通以電流，鐵磁體中的電位差將發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為磁—電效應(yīng)，即磁場(chǎng)電效應(yīng)。導(dǎo)致磁—電效應(yīng)的內(nèi)磁場(chǎng)究竟是由外磁場(chǎng)減擊退磁場(chǎng)以后的有效場(chǎng)，還是磁感應(yīng)強(qiáng)度，這一點(diǎn)還不很清楚。因此一般把磁—電效應(yīng)中依賴外磁場(chǎng)強(qiáng)度的效應(yīng)歸為正常效應(yīng)，把依賴磁化強(qiáng)度的效應(yīng)歸為反常效應(yīng)。鐵磁性的測(cè)量一、沖擊測(cè)磁法（見圖1-49P25）。在線圈N1中產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度

當(dāng)N1中電流極性突變時(shí)，+H為-H，磁感應(yīng)強(qiáng)度B為-B，即磁通量，S為試樣截面積。在N2中感生電動(dòng)勢(shì)在測(cè)量回路中感生電流：在t秒內(nèi)產(chǎn)生的總電量：

若讀得檢流計(jì)角度和沖擊常數(shù)Cb：

二、熱磁儀法通過測(cè)定試樣在均勻磁場(chǎng)中所受磁力矩的大小來求得其磁化強(qiáng)度。如圖1-45P28。兩個(gè)磁極間勻強(qiáng)磁場(chǎng)，加熱爐使試樣A氏體化，等溫爐使其保持一定溫度。磁化后試樣受到的磁力矩為：為初始角度；V為試樣體積。

試樣偏轉(zhuǎn)角后，處于平衡狀態(tài)，此時(shí)：

彈性反力矩：C為彈性系統(tǒng)常數(shù)。因?yàn)椋?，得：一般：所以：則：

用途：在不同溫度下的相變過程的磁化強(qiáng)度變化三、感應(yīng)式熱磁儀法。（自學(xué)）四、甩脫法。（自學(xué)）第五節(jié)順磁與抗磁分析在金屬學(xué)中的應(yīng)用

金屬的磁化率取決于合金的成分、組織和結(jié)構(gòu)，因此可以通過測(cè)量合金的順磁或抗磁磁化率及其變化規(guī)律，可以研究合金的相變。

一、測(cè)量Al-Cu合金的固溶度曲線。如圖1-13。鋁為順磁，銅為抗磁。

當(dāng)Cu含量在單相固溶體相區(qū)時(shí)，磁化率隨Cu的增大而呈現(xiàn)接近直線的平滑曲線下降；當(dāng)Cu含量在兩相區(qū)時(shí)，磁化率曲線較平坦。兩條曲線的交點(diǎn)，即為最大溶解度極限點(diǎn)。二、測(cè)定A氏體不銹鋼中微量鐵素體鋼中析出微量F體時(shí)，使磁化率明顯增加。如圖1-14。

思考題按磁性分類，物質(zhì)可分為幾類?抗磁性的物理本質(zhì)是什么?抗磁性為什么一般顯現(xiàn)不出來?試述物質(zhì)宏觀磁性的來源。居里溫度的物理意義是什么?計(jì)算Fe,Co，Ni，孤立原子的磁矩，與測(cè)得的宏觀晶體原子磁矩有何異同?為什么什么是自發(fā)磁化?分子場(chǎng)理論的內(nèi)容和意義是什么?鐵磁性能帶理論的要點(diǎn)和名義是什么?什么是磁各向異性?有幾種類型?物理本質(zhì)是什么?磁化曲線、磁滯固線的物理意義有何異同?什么是疇壁?疇壁有哪些類型?影響疇壁厚度的因素是什么?技術(shù)磁化過程的本質(zhì)是什么?磁化過程與反磁化過程有何異同?疇壁位移的本質(zhì)是什么?影響疇壁位移的因素有哪些?不可逆磁化過程對(duì)哪些磁性參數(shù)產(chǎn)生影響?有哪些機(jī)制?試說明磁性與磁性分析在現(xiàn)代科學(xué)與技術(shù)中的重要意義。第二章材料的電學(xué)性能3．能帶理論

第三節(jié)金屬導(dǎo)電性影響因素

晶體點(diǎn)陣不完整是引起電子散射的原因。因此造成點(diǎn)陣不完整的因素如溫度、形變、合金化等都影響導(dǎo)電性。一、溫度溫度升高，離子振動(dòng)加劇，熱振動(dòng)振幅加大，原子無序度增加，使電子運(yùn)動(dòng)自由程減小，散射幾率增大，致使增大。一般在室溫以上，與t成線形關(guān)系,ρt=ρ0(1+αt)二、冷變形點(diǎn)陣畸變、晶體缺陷、原子間距的改變使電子散射增大，增加

A,p為常數(shù)，為加工度?；貜?fù)可以降低點(diǎn)缺陷濃度，降低；再結(jié)晶可以消除點(diǎn)缺陷及畸變，降低；淬火保留了高溫時(shí)的點(diǎn)缺陷，增大；靜壓力：p：靜壓力，：電阻壓力系數(shù)。在高溫下，原子間距縮小，費(fèi)密能和能帶結(jié)構(gòu)均發(fā)生變化，在極限壓力下，可以使S，P，鍺、硒、金剛石等由半導(dǎo)體、絕緣體變?yōu)閷?dǎo)體。三、合金化

一般固溶體：形成固溶體使畸變?cè)黾?，增加，見圖2-13。有序固溶體：使點(diǎn)陣規(guī)律性增強(qiáng)，減少了散射，降低，如圖2-17。P49m,n點(diǎn)是有序化成分點(diǎn)，所以可以通過電阻率的測(cè)量來得到有序化成分點(diǎn)。3、不均勻固溶體的成分反常反常態(tài)：（1）、淬火后在某一溫度區(qū)間具有反常高，如圖2-19。P52；（2）、淬火后的比退火后的低，回火后反而升高；（3）、退火態(tài)經(jīng)過冷變形后降低，回火后升高。主要原因：固溶體中存在原子的偏聚區(qū)，其成分不同。如鋁合金中的G,P區(qū)。4、中間相其導(dǎo)電性比其組元的導(dǎo)電性低。由于金屬鍵部分地為共價(jià)鍵或離子鍵所代替，減少了有效電子數(shù)。材料的熱電性

在金屬導(dǎo)線組成的回路中，存在溫差或者通以電流時(shí)，會(huì)產(chǎn)生熱與電的轉(zhuǎn)換效應(yīng)，成為熱電性。由于熱電勢(shì)是組織敏感的物理量，可以通過熱電勢(shì)的變化來研究金屬內(nèi)部的變化。第一節(jié)三種熱電效應(yīng)一、塞貝克（Seeback）效應(yīng)—第一熱電效應(yīng)。由溫差而產(chǎn)生的熱電現(xiàn)象為Seeback效應(yīng)。若，回路出現(xiàn)電流，稱其為熱電流。該效應(yīng)實(shí)質(zhì)是：兩種金屬接觸時(shí)會(huì)產(chǎn)生接觸電勢(shì)差。A金屬和B金屬在接觸處彼此發(fā)生電子的遷移，因?yàn)锳,B性質(zhì)不同，故進(jìn)入對(duì)方金屬中的電子數(shù)量不等，使形成了接觸電勢(shì)差。除A,B材質(zhì)不同外，兩個(gè)接觸端的溫度不同時(shí)，兩者的接觸電勢(shì)差在回路中形成熱電流。接觸電勢(shì)差的決定因素：（1）、電子逸出功：取決于自由電子的最高能態(tài)，即與材質(zhì)有關(guān)。逸出功越小，電子越容易跑出金屬表面。（2）、有效電子密度：即也與材質(zhì)有關(guān)，密度高者成為正電位，否則為負(fù)電位。溫度越高，自由電子可以獲得更高的能量，電子越容易逸出。

A,B金屬回路的電勢(shì)：

K：玻爾茲曼常數(shù)；e：電子電荷；NA,NB：兩種金屬的有效電子密度。式中表明：熱電勢(shì)與溫度，有效電子密度有關(guān)。二、玻爾貼(Peltier)效應(yīng)——第二熱電效應(yīng)

當(dāng)電流通過A,B兩種金屬組成的接觸點(diǎn)時(shí)，除了產(chǎn)生焦耳熱外，還會(huì)在接觸點(diǎn)產(chǎn)生吸熱和放熱反應(yīng)。此為Peltier效應(yīng)。三、湯姆遜(Thomson)效應(yīng)——第三熱電效應(yīng)

當(dāng)一根金屬導(dǎo)線兩端存在溫差時(shí)，通以電流后，則在該段導(dǎo)線中產(chǎn)生吸熱或者放熱現(xiàn)象。此為Thomson效應(yīng)。三種效應(yīng)可以同時(shí)存在于回路中。應(yīng)用最多的是Seeback效應(yīng)。

第二節(jié)影響熱電勢(shì)的因素一、金屬本質(zhì)影響根據(jù)公式，不同金屬的逸出功、自由電子密度不同，熱電勢(shì)也不同。排列次序?yàn)椋篠i,Sb,Fe,Mo,W,Au,Ag,Zn…………在研究金屬多型性轉(zhuǎn)變時(shí)，熱電勢(shì)發(fā)生變化，如圖4-5，在點(diǎn)為轉(zhuǎn)折點(diǎn)。A3,A4為突變點(diǎn)。二、含碳量影響如表4-1，P90,在淬火態(tài)，鋼的含碳量越高，M體中碳的過飽和度越大，在鐵—鋼熱電偶中鋼的熱電勢(shì)越負(fù)。在退火態(tài)，鋼的含碳量越高，鋼的熱電勢(shì)越負(fù)。但是退火態(tài)比淬火態(tài)熱電勢(shì)小。超導(dǎo)體的性能

1完全的導(dǎo)電性昂尼斯等人曾進(jìn)行過下列實(shí)驗(yàn)，如圖252示。先將超導(dǎo)體做成的環(huán)放入磁場(chǎng)中，此時(shí)T＞Tc，環(huán)中無電流，然后再將環(huán)冷卻至Tc以下，使環(huán)變成超導(dǎo)態(tài)，此時(shí)環(huán)中仍無電流；若突然去掉磁場(chǎng)，則環(huán)內(nèi)將有感應(yīng)電流產(chǎn)生。這是由于電磁感應(yīng)作用的結(jié)果，按楞次定律，該電流應(yīng)沿反抗磁通變化的方向流動(dòng)。如果此環(huán)的電阻確實(shí)為零，那么這個(gè)電流就應(yīng)長期無損地流下去。事實(shí)上經(jīng)過長達(dá)幾年的觀察，沒發(fā)現(xiàn)電流有任何衰減，這就有力地證明了超導(dǎo)體的電阻確實(shí)為零，是完全導(dǎo)電性的。同時(shí)也說明了超導(dǎo)體是等電位的，即超導(dǎo)體內(nèi)沒有電場(chǎng)。2完全的抗磁性

邁斯納等人由實(shí)驗(yàn)分析了超導(dǎo)體在外磁場(chǎng)中的特性．如圖入52示。先將超導(dǎo)體冷卻至超導(dǎo)態(tài)（T＜Tc