Особую группу материалов высокой электрической проводимости представляют сверхпроводники. Наличие у вещества практически бесконечной удельной проводимости было названо сверхпроводимостью. Температуру Тс, при охлаждении до которой вещество переходит в сверхпроводящее состояние, называют температурой сверхпроводящего перехода, а вещества, переходящие в сверхпроводящее состояние, — сверхпроводниками.
Переход в сверхпроводящее состояние является обратимым; при повышении температуры выше значения Тс сверхпроводимость исчезает, аналогично действие сильных магнитных полей и электрического тока большой силы (критическое значение поля и тока).
Чистые сверхпроводниковые металлы, называемые сверхпроводниками I рода отличаются от сверхпроводниковых сплавов и химических соединений (сверхпроводников II рода), в частности тем, что переход из нормального в сверхпроводящее состояние у них происходит скачком, тогда как у сверхпроводников II рода это происходит постепенно.
В настоящее время известно уже 35 сверхпроводниковых металлов и более тысячи сверхпроводниковых сплавов химических соединений различных элементов. Так например, Nb имеет самую высокую критическую температуру перехода - 9,17 К (-263,83°С), NbTi (Tc=9,5…10,5 K), Nb3Sn (Tc=18,1…18,5 K), NbN (Tc=14,5…17,8 K).
Практическое использование нашли сверхпроводящие сплавы с высоким содержанием ниобия: 65БТ и 35БТ (ГОСТ 10994-74). Сплав 65БТ содержит 22-26 % Ti, 63-68 % Nb, 8,5-11,5 % Zr и имеет критическую температуру перехода 9,7 К (-263,3°С). Оба сплава применяют для обмоток мощных генераторов, магнитов большой мощности (например, поездов на магнитной подушке), туннельных диодов (для ЭВМ).
В то же время многие металлы, даже такие, как серебро, медь, золото, платина и др., обладающие весьма малыми значениями r при нормальной температуре, перевести в сверхпроводящее состояние не удалось, хотя достигнуто весьма значительное приближение а абсолютному 0 (около милликельвина).
Помимо сверхпроводников, в современной электротехнике и электронике все шире используется криопроводники. Криопроводникаминазываются − материалы, которые при криогенных температурах достигают весьма малого (но конечного) значения удельного сопротивления без перехода в сверхпроводящее состояние, а за счет нормального уменьшения сопротивления при снижении температуры.
Применение криопроводников вместо сверхпроводников в электрических машинах, аппаратах и других электротехнических устройствах оправдано достижением необходимого уровня электросопротивления при значительно более высоких температурах. Использование в качестве хладагента жидкого водорода или жидкого азота (вместо жидкого гелия, который значительно дороже других хладагентов) упрощает и удешевляет выполнение тепловой изоляции устройства и уменьшает расход мощности на охлаждение.
Для получения высококачественных криопроводников требуются исключительно высокая чистота (отсутствие примесей) и отсутствие наклепа (отожженное состояние Вредное влияние примесей и наклепа на удельное сопротивление металлов при криогенных температурах выражено значительно сильнее, чем при нормальной температуре.