超导材料与技术国外发展现状与趋势.pdf

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即将实现产业化或被市场认可、应用的科研成果、
产业技术等产业前沿
超导材料与技术国外发展现状与趋势

姚文新.北京新材料发展中心!

超导技术是!"世纪具有战略能耗低、环境友好的超导技术具有已超过;1%<"#%6:=!（;;>），百米
意义的综合性高新技术，可广泛用重要的战略意义。长带的工程电流密度（9?）超过
于能源、信息、医疗、交通、国"1%<"#%6:=!（;;>），临界电流最
防、科学研究及国防军工等重大工"超导材料技术高达";#6（;;>），平均为"%#6，
程方面。根据国际超导科技界和相钇系（&’()）和铋系（’**+千米长带的工程电流密度（9?）也
关产业部门的预测：!#"#年，全()）高温超导体已经得到初步应达"1#<"#%6:=!。目前6*(公司
球超导产业将达到!$#亿美元，到用。最近几年来，又发现了二硼化带材年产量为@##A=，并在!##"
年，将达到亿美元以镁（）等新型超导体。基于年启动了一条年产万的生产
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上。!"世纪的超导技术会如同!#新超导材料探索，超导机理和超导线，预计5年内将达到@###A=的
世纪的半导体技术一样具有重要意宏观量子效应.磁通物理/的研究年生产能力，并将带材价格由目前
义。一方面，高温超导线材通电能将构成超导研究的重要方面。在实的!@#美元A6·=大幅降低到@#
力超出相同截面积铜导线"##倍以用材料方面，低温超导材料已经达美元A6·=。
上，因而在能源领域应用潜力巨到实用水平，而铋（’0）系和钇其他公司的铋系带材临界电流
大，并有可能引发电力系统的革（&）系高温超导带材技术也取得维持在$#6B"##6，临界电流密度
命。美国能源部认为高温超导电力了突破性的进展。（9:）为!1#<"#%6:=!B51@<"#%6
技术是!"世纪电力工业惟一的高"1"高温超导带材:=!.;;>），年产量为@#A=B
技术储备，是检验美国将科学发现粉末套管法（234）制备’0+!##A=。
转化为应用技术能力的重大实践。!!!5带材技术已经比较成熟。美在继续改善铋系带材（也称为
日本认为超导电力技术是在!"世国超导公司（6*(），37(公司、第一代带材）的同时，美国、日
纪全球竞争中保持尖端优势的关键日本住友电工（*83）、澳大利亚金本、德国、韩国等国正在努力研究
所在。另一方面，超导元器件的高属制造公司（,,）和德国真空冶开发一种在柔性金属基带上涂以
灵敏特性使得其在移动通信、航空炼公司都具备批量化生产千米长带&’()厚膜的涂层导体（(CDE?F
航天、资源勘探、医疗诊断以及军的能力。(CGFH:ECI，简称((导体或第二代
事国防等领域有广阔的应用前景。其中，美国6*(公司在铋高温超导带材）。美国6((3计划设
随着国际竞争的激烈，环保这（’0）系带材制备技术和批量化制想：当涂层导体在;;>使用时，价
一概念将会越来越成为发达国家制备能力上处于世界领先地位：其制格将低于@#美元A6·=，而在
定游戏规则的一个重要依据。发展备带材的最高临界电流密度（9:）!#>B$#>下的价格将低于5#美元

!"#$%&’"()$*’+,$-.(/%"0.*+19:
产业前沿!""#!"$!#$"$!$#

!"·#，大大低于现在第一代高温超量。而且由于超导技术在电力系统B超导弱电应用技术
导铋系带材大约$%%美元!"·#的战略性应用价值，各国政府都倾从目前国际上高温超导产业化
（&&’）。到$%(%年，第二代钇系超力加以支持。应用的趋势来看，高温超导微波应
导带价格还会降到上述的()。(<<>年，美国能源部成立了用仍然是一个很重要的方面，主要
(*$高温超导薄膜以发展高温超导电工技术为目的的集中在移动通讯基站滤波器系统、
从事大面积+,-.超导薄膜开?D@计划，其中有多家国家实验室雷达接收机前端系统以及卫星通讯
发工作的主要单位为美国-/012345和超导技术公司参与研究工作。系统等。其核心部件为高性能的高
公司、627/04公司、德国慕尼黑$%%(年，美国能源部（6.:）宣温超导滤波器和液氮温区工作的低
大学和89:;"公司等。89:;"布对&个超导应用产品下一阶段的噪声放大器，以及与之相配合的小
公司的大面积+,-.薄膜在国际上支持，总资金达到(*(&亿美元。型化制冷机和小型化杜瓦系统。目
占主要份额，而慕尼黑大学的大面$%%B年)月，美国能源局组织来前这些高温超导微波系统及部件正
积+,-.薄膜和相关技术发展最为自电力应用工业、电力设备制造逐渐向实用化和商品化快速发展。
突出，他们制备直径达<英寸的薄商、信息技术供应商、联邦和州政以美国?8@为例，继$%%%年
膜，&&’下的临界电流密度达到府机构、大学