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超導(dǎo)材料的研究進(jìn)展如何?

來源:深圳市泰立儀器儀表有限公司   2017年10月13日 10:07  

超導(dǎo)材料的研究進(jìn)展如何?

目前高溫超導(dǎo)材料的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展越來越成熟,據(jù)美國能源部(DOE)預(yù)測,到 2020

年低溫超導(dǎo)材料應(yīng)用市場將達(dá)到 45%,高溫超導(dǎo)材料市場占 55%;到 2030 年低溫超導(dǎo)材料

應(yīng)用市場將達(dá)到 31.3%,高溫超導(dǎo)材料市場占 68.7%。由此可見,在超導(dǎo)材料應(yīng)用領(lǐng)域,高

溫超導(dǎo)材料的*將會逐步擴(kuò)大。

超導(dǎo)材料的研究進(jìn)展如何?

(一)低溫超導(dǎo)材料

目前應(yīng)用zui廣泛的低溫超導(dǎo)材料是 NbTi Nb 3 Sn 超導(dǎo)線材。在歐洲大型強(qiáng)子對撞機(jī)計

劃(LHC 計劃)、核聚變裝置(ITER)及科學(xué)與醫(yī)療儀等需求的推動下,NbTi

導(dǎo)體的工業(yè)化生產(chǎn)及應(yīng)用取得了重大進(jìn)展。在醫(yī)用超導(dǎo)磁共振成像裝置中,NbTi 超導(dǎo)線材

得到了廣泛應(yīng)用。法國阿爾斯通公司(Alstom)可以生產(chǎn)芯絲直徑 5μm NbTi 超導(dǎo)體,電

流密度 Jc 可以達(dá)到 122/mm 2 11T,1.7K)。德國真空熔煉公司(VAC)和意大利 Europa

Metalli SPA 公司生產(chǎn)的多芯 NbTi 超導(dǎo)線材電流密度 Jc 可達(dá) 2300-2600 A/mm 2 5T,4.2K)。

(二)中溫超導(dǎo)材料

MgB 2 超導(dǎo)材料發(fā)現(xiàn)以來,學(xué)術(shù)界便給予了其極大關(guān)注。與銅氧化物高溫超導(dǎo)材

料相比,MgB 2 超導(dǎo)體的化學(xué)成分以及晶體結(jié)構(gòu)都更簡單,同時材料還可以保證很高的臨界

電流密度。綜合考慮制冷成本和材料成本,MgB 2 20K-30K 溫區(qū)和中低磁場條件下具有很

好的應(yīng)用前景。目前在上關(guān)于 MgB 2 超導(dǎo)材料的研究發(fā)展很快,意大利哥倫布公司已經(jīng)

利用 MgB 2 多芯線批量生產(chǎn)了開放式,磁場在 0.6 特斯拉左右的核磁成像裝置。此外日本及

美國均取得了一系列成果。

(三)高溫超導(dǎo)材料

在強(qiáng)電應(yīng)用方面,高溫超導(dǎo)材料還沒有形成正式、規(guī)?;膽?yīng)用。大部分以 BSCCO

基礎(chǔ)的應(yīng)用也是進(jìn)行一些應(yīng)用的嘗試。目前利用粉末套管法生產(chǎn) Bi-2223 帶材技術(shù)已經(jīng)比較

成熟,能夠生產(chǎn)出幾千米級的超導(dǎo)帶材。美國超導(dǎo)公司(ASC)、德國真空冶煉公司(VAC

以及日本住友電工(SEI)都已經(jīng)具備批量化生產(chǎn)千米長帶的能力。其中,美國超導(dǎo)公司(ASC

在鉍帶的生產(chǎn)技術(shù)及批量化生產(chǎn)能力方面,均處于地位,所生產(chǎn)的高溫超導(dǎo)帶材zui

高臨界電流密度已經(jīng)超過 7.4 × 10 4 A/cm 2 77K),百米長帶的工程電流密度超過 1.4 × 10 4 A/

cm 2 77K),千米長帶的工程電流密度也達(dá) 1.0 × 10 4 A/cm 2 77K)。但是由于這些 BSCCO

帶材均需要銀包套材料保護(hù),因此成本很難降低。此外,由于 Bi 系材料一般在液氮溫度下

磁通運(yùn)動劇烈,無法使用,因此 Bi-2223 長帶材的應(yīng)用沒有得到推廣。目前,各國正在積極

研究在柔性金屬基帶上涂以 YBCO 厚膜的涂層導(dǎo)體(Coated Conductor),稱為 CC 導(dǎo)體或

者第二代高溫超導(dǎo)帶材,無論是物理方法還是化學(xué)方法制備的第二代高溫超導(dǎo)帶材都可以達(dá)

到千米級,但是成品率較低。這方面以美國,日本和韓國目前較為。

近期美國科研人員通過優(yōu)化超導(dǎo)材料的內(nèi)部缺陷,從而大大增強(qiáng)了材料的載流能力和臨

界溫度。2016 7 12 日,美國阿貢國家實(shí)驗(yàn)室(Argonne)開發(fā)了一種新方法,可以優(yōu)化

超導(dǎo)體材料內(nèi)部缺陷的排布,從而增強(qiáng)商業(yè)高溫超導(dǎo)線纜的載流能力。10 6 日,美國布魯

克海文國家實(shí)驗(yàn)室研究團(tuán)隊表示,通過使用低能量質(zhì)子對 FeSe 0.5 Te 0.5 薄膜進(jìn)行輻照,便可在

超導(dǎo)材料內(nèi)部產(chǎn)生級聯(lián)缺陷。這些級聯(lián)缺陷不僅可以使得鐵基超導(dǎo)材料的載流能力翻倍,而

且還稍微提高了材料的臨界溫度。

日本方面,2016 5 17 日,日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)( NEDO)宣布,將

分四個主題進(jìn)行高溫超導(dǎo)實(shí)際應(yīng)用的技術(shù)開發(fā)。

 深圳市泰立儀器儀表有限公司成立于2005年11月,是專業(yè)從事測試儀器儀表設(shè)備的代理、銷售和服務(wù)工作。并與國外儀表生產(chǎn)廠商有著廣泛的技術(shù)與銷售合作的良好基礎(chǔ)。作為德國FOERSTER霍釋特、美國Dakota達(dá)高特、英國SONATEST聲納、英國ETHER NDE易德、美國GE通用、日本SHIMPO新寶、日本KANOMAX加野麥克斯、中國臺灣Motive一諾等公司的中國銷售代理。主要銷售的儀器有:超聲波測厚儀、超聲波探傷儀、汽車點(diǎn)焊探傷儀、超聲波硬度計、電導(dǎo)率儀、磁導(dǎo)率儀、渦流探傷儀、涂層測厚儀、風(fēng)速計、粒子計數(shù)器、推拉力計、扭力計等測試儀器。

    為客戶提供高品質(zhì)的產(chǎn)品,是我們公司改變的諾言。

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