超伝導電磁石
実用化されている超伝導電磁石のほとんどは、ニオブチタン (NbTi) で構成されている。この材料の転移温度は10Kであり、4.2Kの状態で約12T(テスラ)の臨界磁場をもつ。転移温度18Kのニオブスズ (Nb3Sn) では、より高い臨界磁場をもつ電磁石を作ることができ、4.2Kの状態で25~30Tという臨界磁場まで耐えられる。 しかし、ニオブスズ (Nb3Sn) の線材を作るのは難しく高価なために、一般的にはニオブチタン (NbTi) が用いられている。
Nb3Snの臨界磁場よりもさらに高い磁場を発生させるには、銅酸化物高温超伝導体(イットリウム系超伝導体やビスマス系超伝導体)や二ホウ化マグネシウムなどの高い転移温度をもつ超伝導体を使用する研究が行われている。ビスマス系超伝導体を線材としたリニア用超伝導電磁石は、山梨実験線での走行試験に採用され、553km/hを問題なく記録した。ビスマス系超伝導体の転移温度は約110K(−163°C)であり、超伝導コイルは約20Kで冷凍機による直接冷却がなされ、液化ヘリウムや液体窒素といった冷媒が無い。二ホウ化マグネシウム (MgB2) は2000年に超伝導になることが発見されており、超伝導電磁石コイルの開発が、JR東海と独立行政法人物質・材料研究機構などの共同により行われている。この新しいコイルも、約20K (−253°C) で超電導状態の維持が可能であり、冷凍機による直接冷却が可能で、液化ヘリウムによる冷却の必要が無い利点がある。イットリウム系超伝導体の転移温度は約90K (−183°C) なのでビスマス系超伝導体よりも低く、実用化も遅れているが、強磁場発生には有利であるといわれている。