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中国高温超导获重大突破 即将产业化(图)

作者:888扑克手机版 发布时间:2020-07-21 05:24 点击数:

  超导现象从1911年发现至今已超过100年,超导材料的物质结构、性质及品种逐渐清晰,并开始渐渐走近百姓生活。而中国科学院电工所马衍伟领导的研究组,始终在高性能铁基超导材料的研制中保持国际领先水平,2008年他们制备出世界首根铁基高温超导线带材,现在,他们将其载流性能提高国际最高纪录,迈入实用化门槛,为后续的产业化生产奠定了坚实基础,将把电力科技的发展带入一个崭新的阶段。

  据《中国科学报》报道,日前,中科院电工研究所马衍伟研究组成功研制出国际第一根10米量级的高性能122型铁基超导长线,实现了铁基超导线带材领域的新突破。相关成果发表于《物理学C辑》。

  超导是20世纪最重大的科学发现之一,指的是某些材料在温度降低到某一临界温度电阻突然消失的现象,具备这种特性的材料称为超导体。高温超导体并不是大多数人认为的几百几千的高温,只是相对原来超导所需的超低温高许多的温度,通常是指在液氮温度(77 K)以上超导的材料。

  铁基超导体是继发现于1986年的铜氧化物超导体之后的第二个高温超导体系,在高场领域具有独特的应用优势,是目前凝聚态物理领域的研究热点。在实际应用中,需要将超导体制备成线带材进行电流传输或磁体绕制,因此,研发高载流性能的超导线材及其规模化制备技术,是实现铁基超导材料强电应用的关键。

  此前,马衍伟课题组在国际上研制出首根铁基超导线型铁基超导带材传输电流性能在4.2K/14T下,达到10万安培每平方厘米,标示着我国已率先迈入实用化门槛。最近,该研究组在铁基超导线带材的低成本制备方面也取得了重要进展,开发出采用纯铜作为包套材料的高性能122型超导带材。

  在获得优质短样的基础上,实现高性能长线的制备是新型铁基超导材料走向大规模应用的必由之路,也是其重大技术难点之一。该课题组通过对制备过程中涉及的相组分与微结构控制、界面复合体均匀加工等关键技术的系统研究,最终成功研制出长度达11米的高性能122型铁基超导长线安培每平方厘米,从而为后续的产业化生产奠定了坚实基础。

  铁基高温超导研究有多重要?2014年1月10日,在人民大会堂举行的国家科学技术大会上,由赵忠贤(中国科学院物理研究所),陈仙辉(中国科学技术大学),王楠林(中国科学院物理研究所),闻海虎(中国科学院物理研究所),方忠(中国科学院物理研究所)完成的“40K以上铁基高温超导体的发现及若干基本物理性质的研究”获得2013年度国家自然科学一等奖,而该奖项已空缺三年。

  超导应用产品是超导行业的载体。超导应用产品有超导电缆、超导限流器、超导滤波器、超导储能、风力超导发电机和超导变压器等,应用产品负载着超导材料,体现材料的核心价值,是超导行业的载体。

  超导应用产品具有广阔的市场空间。从盈利能力来讲,超导应用产品毛利率约50%左右。

  早在几年前,就有券商发表研究报告指出,超导市场的潜在规模达到2000亿元,其中核心的超导材料占比30%-40%,约800亿元左右。

  目前国内超导材料主要是依赖于美国和日本进口,价格昂贵,占超导应用产品50%左右的成本。从整个产业链价值来看,超导材料占超导设备40%-50%的成本。超导行业的发展必将引发对超导材料大量的需求,因此,超导行业要发展壮大,超导材料必须要实现国产化。


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