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先进超导材料主要成果

作者:中国储能网新闻中心 来源:数字储能网 发布时间:2013-11-11 浏览:

中国储能网讯:(一)铋系高温超导带材突破了高性能、低成本的铋系超导带材产业化制备的关键技术,特别是解决了超导前驱粉体制备及预处理领域的关键技术难题,实现了前驱粉体制备技术国产化,超导带材的临界电流稳定在120~130A区间,产品综合性能位居世界第二位。为超导电缆、电机、限流器等超导应用研发项目提供了约100km带材,有力地支持了国内超导应用研究的发展。申报了国家发明专利20项,获2006年度国家科技进步二等奖。成果的取得使我国成为世界上少数几个掌握了铋系高温超导带材产业化核心技术的国家之一。作为应用研究的关键原材料,铋系高温超导带材在未来一段时间内仍将发挥重要的作用。课题成果对打破国际垄断、推动我国独立自主地发展高温超导应用技术研究具有深远的意义。

(二)高温超导电缆通过突破双层液氮回流冷却结构、超导导体组合式绕制方法、通用化积木式终端结构、可拆卸低阻锥面接头等关键技术,研制了我国第一组、世界第三组超导电缆并实现挂网运行,主要技术指标达国际先进水平,标志着我国超导电缆技术从成果到产业化转化取得了重大突破。目前该 35kV/2kA超导电缆运行已超过8年,是世界上输电量最多、运行时间最长的超导电缆。项目共申请专利14项,11项已获授权,编制了完整的35kV超导电缆系统设计、安装、调试、运行和维护规范标准,提升了我国在超导电力应用技术领域的国际地位。

(三)高温超导滤波器攻克了高性能超导滤波器的设计制备技术、工作于-200℃的低噪声放大器的设计调试技术、超导滤波系统环境适应性技术和系统集成技术等一系列关键技术。超导滤波器已在全国十多个省市投入商业运行。此外, 2012—2015年同类产品的订货计划已获国家有关部门批准,这标志着我国高温超导在通信领域已经实现规模商业应用和产业化。获得了十多项国家发明专利,拥有了超导滤波系统设计、研制相关的完整的自主知识产权,研究成果获2009年度国家技术发明二等奖。成果对于提高我国各种无线通信的水平,推动相关产业的升级换代和技术进步,具有十分重要的意义。

(四)第二代高温超导带材研究开发出一整套从金属基带、种子层、隔离层、钇钡铜氧超导层到保护层的第二代高温超导带材关键制造技术。成果针对产业化需求,已经彻底解决了从实验室向产业化转移所必须克服的镀膜工艺的稳定性、重复性和可靠性等技术难点,从而为后续的产业化生产奠定了基础,具有世界先进水平。100m量级的超导带材超导电流达300A,短样突破400A,并且已经用于研制超导限流器等器件。2011年通过产学研协作方式,成立了 “上海超导科技股份有限公司”开展第二代高温超导带材的产业化生产。目前正在建设年产300km的规模化生产线。成果有望在未来为高温超导技术在智能电网(超导电缆、变压器、电机、限流器等)领域大规模的应用提供关键材料。

(五)ITER Nb3Sn(铌三锡)线材通过优化导体结构设计、高均匀Sn-Ti合金熔炼、大尺寸包套焊接挤压技术、单根千米级股线集束拉拔加工技术,解决了多芯Nb3Sn超导线批量化制备中内部缺陷和微结构控制难题。建成了国际先进、国内唯一的 Nb3Sn超导线材生产线,综合性能达到国际领先水平。批量化试制的Nb3Sn 超导线通过了ITER项目的验收,为我国顺利完成ITER用NbTi股线的交付任务奠定了坚实基础。获得十余项发明专利授权。同时,Nb3Sn股线的研制成功,也为我国发展自主知识产权20T以上超导磁体制备技术及产业化打下了坚实的材料基础,将有力促进我国稳态高场磁体装置等相关高端仪器装备制造产业的发展。

(六)MgB2(二硼化镁)超导MRI项目突破了高临界电流密度MgB2线材和高场MgB2超导磁体的关键制备技术,使我国成为继意大利、美国后第三个具备生产千米级MgB2线材的国家;在采用国产线材研制出国际上首台室温孔径10cm、中心场可达1T的 MgB2超导MRI模型成像系统基础上,研制出室温孔径50cm的全尺寸0.6T MRI系统,完成世界第二台、我国首台0.6T新型MgB2超导MRI系统,获得发明专利20余项。将在“十二五”末实现MgB2超导MRI系统产业化。制冷机直接冷却0.6T MgB2超导MRI系统研制成功,打破了我国超导MRI系统的研发和生产处于完全依赖进口的状态,对于保障我国人民健康需求、实现普惠医疗具有重要意义。

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关键字:超导材料 成果

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