二硼化镁

二硅化镁是一种无机化合物，化学式为MgB2。 它是一种深灰色、不溶于水的固体。 该化合物引起了人们的注意，因为它在 39 K（-234 °C）时变得超导。 就其成分而言，MgB2 与大多数主要以过渡金属为特征的低温超导体截然不同。 其超导机制主要由BCS理论描述。

二井化长的超导特性于 2001 年被发现。其临界温度 (Tc) 为 39 K（-234 °C；-389 °F），是传统超导体中最高的。 在传统的（声子介导的）超导体中，这是不寻常的。 它的电子结构使得在费米能级存在两种行为截然不同的电子，其中一种（西格玛键合）比另一种（π键合）具有更强的超导性。 这与通常的声子介导超导理论不一致，后者假设所有电子都以相同的方式表现。 通过对两个能隙进行建模，几乎可以从理论上了解 MgB2 的特性。 2001 年，它被认为表现得更像金属而不是铜酸盐超导体。

最简单的合成是硼和镁粉之间的高温反应。 650 °C 开始形成； 然而，由于镁金属在 652°C 时熔化，该反应可能涉及镁蒸气扩散穿过硼晶界。 在常规反应温度下，烧结是最小的，尽管晶粒再结晶对于晶粒之间的约瑟夫森量子隧穿是足够的。

超导二硼化镁线可以通过管内粉末 (PIT) 非原位和原位工艺生产。 在原位变体中，硼和镁的混合物通过传统的拉丝减小了直径。 然后将金属丝加热到反应温度以形成 MgB2。 在非原位变体中，管子填充有 MgB2 粉末，直径减小，并在 800 至 1000 °C 下烧结。 在这两种情况下，随后在大约 950 °C 下进行热等静压进一步改善了性能。

该方法允许制造高密度（超过 MgB2 理论密度的 90%）散装材料和特殊中空纤维。 该方法等同于类似的基于熔体生长的方法，例如用于制造块状 YBCO 超导体的渗透和生长处理方法，其中使用非超导 Y2BaCuO5 作为颗粒预制件，其中 YBCO 基液相被渗透以制造超导 YBCO 块状。 此方法已被复制并适用于 MgB2，并更名为反应性镁液体渗透。