超级军网中国研制成世界首根10米量级铁基超导长线 奠定产业化基 ...
来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/04/28 17:50:50
http://www.guancha.cn/Industry/2015_07_06_325816.shtml
观察者网站消息
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材。2014年制备的122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，其传输电流性能在10特斯拉的磁场下超过18400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。
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。http://www.guancha.cn/Industry/2015_07_06_325816.shtml
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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材。2014年制备的122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，其传输电流性能在10特斯拉的磁场下超过18400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。
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。
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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材。2014年制备的122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，其传输电流性能在10特斯拉的磁场下超过18400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。
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。http://www.guancha.cn/Industry/2015_07_06_325816.shtml
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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材。2014年制备的122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。
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中国实现了铁基超导长线生产工艺的突破，这种材料能否用于在2020年左右开建的中国核聚变工程实验堆的超导线圈啊！是否表明中国在制造全超导托卡马克核聚变装置方面又迈进了一步。
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什么是超导？
作为20世纪最伟大的科学发现之一，超导体具有零电阻和完全抗磁性等一系列神奇的物理特性。在科学研究、信息通讯、工业加工、能源存储、交通运输、生物医学乃至航空航天等领域均有重大的应用前景。
铜基超导：引领高温超导研究
上世纪八十年代，铜氧化物超导体因具有40K以上的超导临界温度脱颖而出，成为超导家族中的“高温超导体”。令人颇感失望的是，人们发现铜氧化物高温超导体很难得以大规模应用。
铁基超导：高温家族再添新丁
2008年，超导家族迎来了全新铁基超导体。在中科院物理所和中科大研究团队的努力下，铁基超导材料在突破超导临界温度方面屡次刷新纪录，这个备受关注的“新生儿”在短短几年内就成长为“超能力小朋友”。
什么是超导？
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铜基超导：引领高温超导研究
上世纪八十年代，铜氧化物超导体因具有40K以上的超导临界温度脱颖而出，成为超导家族中的“高温超导体”。令人颇感失望的是，人们发现铜氧化物高温超导体很难得以大规模应用。
铁基超导：高温家族再添新丁
2008年，超导家族迎来了全新铁基超导体。在中科院物理所和中科大研究团队的努力下，铁基超导材料在突破超导临界温度方面屡次刷新纪录，这个备受关注的“新生儿”在短短几年内就成长为“超能力小朋友”。
铁基超导：高温家族再添新丁
截止到2008年之前，人们发现的超导材料主要有四大家族：金属和合金超导体、铜氧化物超导体、重费米子超导体和有机超导体。
前20余年里，高温超导体研究一直停留在铜基化合物领域，而铁基化合物由于其磁性因素，被无数国际顶尖物理学家断言为超导体研究的禁区。2008年3月，日本的一位科学家无意中发现了铁基高温超导材料。
由于日本科学家最早发现的铁基超导样品转变温度只有26K，低于麦克米兰极限，当时物理学界还不能确定铁砷化合物中是否存在高温超导体。铁作为典型的磁性元素本应是不利于超导的，过去发现的含有铁元素的超导体转变温度也都非常的低。中科院物理所的科学家根据自己多年的研究经验敏锐地察觉到， 26K的转变温度对铁元素而言已经很高了，其中的超导机制很可能是非常规的，铁砷化合物中很可能实现高温超导（这一系列超导体后来被称作铁基超导体）。在新形势面前，中国科学院物理所做出了科学的判断：抓住机遇，全力以赴！
自上世纪80年代以来，物理所一直在对高温超导体进行大量的系统性研究，取得了一系列具有世界先进水平的研究成果，获得了相当可观的积淀，这使得大家在面对铁基超导体时显得游刃有余。研究团队团结一心，集体作战，很快捷报传来，物理所和中国科学技术大学在短时间内的大量原创性工作取得了突破性进展。
首先，他们突破了麦克米兰极限温度，从而证明了铁基超导体是高温超导体。研究人员在掺F（氟）的SmOFeAs（钐氧铁砷）中成功观测到了43K超导转变温度。很快，他们又用Ce（铈）替代Sm达到了41K的转变温度，同样超过麦克米兰极限。不久之后，他们在掺F的PrOFeAs（镨氧铁砷）中观察到了52K的超导转变温度，首次把铁基超导体的转变温度提高到50K以上。
其次，在这一不断刷新铁基超导体转变温度的过程中，中国科学家制备出了掺Sr（锶）的LaOFeAs（镧氧铁砷），首次成功发现了空穴型载流子为主的铁基超导材料，推翻了过去国际学术界对于“LaOFeAs系统中实现超导的关键是电子型载流子”的错误认识。
第三，理论研究人员提出了在一些铁基超导体中存在超导和自旋密度波态相互竞争的理论，确认了铁基超导体的非常规性，这方面工作为认识铁基超导体磁性与超导电性关系奠定了基础。
对此，美国《科学》杂志刊发了“新超导体将中国物理学家推到最前沿”的专题评述，这样评价道：“中国如洪流般涌现的研究结果标志着，在凝聚态物理领域，中国已经成为一个强国”。同时铁基超导体研究被评为美国《科学》杂志“2008年度十大科学突破”、美国物理学会“2008年度物理学重大事件”及欧洲物理学会 “2008年度最佳科学发现”，入选“2008年度世界十大科技进展新闻”、“2008年度中国基础研究十大新闻”。铁基超导研究主要成员还荣获了香港求是科技基金会“2009年度求是杰出科技成就集体奖”。
截止到2008年之前，人们发现的超导材料主要有四大家族：金属和合金超导体、铜氧化物超导体、重费米子超导体和有机超导体。
前20余年里，高温超导体研究一直停留在铜基化合物领域，而铁基化合物由于其磁性因素，被无数国际顶尖物理学家断言为超导体研究的禁区。2008年3月，日本的一位科学家无意中发现了铁基高温超导材料。
由于日本科学家最早发现的铁基超导样品转变温度只有26K，低于麦克米兰极限，当时物理学界还不能确定铁砷化合物中是否存在高温超导体。铁作为典型的磁性元素本应是不利于超导的，过去发现的含有铁元素的超导体转变温度也都非常的低。中科院物理所的科学家根据自己多年的研究经验敏锐地察觉到， 26K的转变温度对铁元素而言已经很高了，其中的超导机制很可能是非常规的，铁砷化合物中很可能实现高温超导（这一系列超导体后来被称作铁基超导体）。在新形势面前，中国科学院物理所做出了科学的判断：抓住机遇，全力以赴！
自上世纪80年代以来，物理所一直在对高温超导体进行大量的系统性研究，取得了一系列具有世界先进水平的研究成果，获得了相当可观的积淀，这使得大家在面对铁基超导体时显得游刃有余。研究团队团结一心，集体作战，很快捷报传来，物理所和中国科学技术大学在短时间内的大量原创性工作取得了突破性进展。
首先，他们突破了麦克米兰极限温度，从而证明了铁基超导体是高温超导体。研究人员在掺F（氟）的SmOFeAs（钐氧铁砷）中成功观测到了43K超导转变温度。很快，他们又用Ce（铈）替代Sm达到了41K的转变温度，同样超过麦克米兰极限。不久之后，他们在掺F的PrOFeAs（镨氧铁砷）中观察到了52K的超导转变温度，首次把铁基超导体的转变温度提高到50K以上。
其次，在这一不断刷新铁基超导体转变温度的过程中，中国科学家制备出了掺Sr（锶）的LaOFeAs（镧氧铁砷），首次成功发现了空穴型载流子为主的铁基超导材料，推翻了过去国际学术界对于“LaOFeAs系统中实现超导的关键是电子型载流子”的错误认识。
第三，理论研究人员提出了在一些铁基超导体中存在超导和自旋密度波态相互竞争的理论，确认了铁基超导体的非常规性，这方面工作为认识铁基超导体磁性与超导电性关系奠定了基础。
对此，美国《科学》杂志刊发了“新超导体将中国物理学家推到最前沿”的专题评述，这样评价道：“中国如洪流般涌现的研究结果标志着，在凝聚态物理领域，中国已经成为一个强国”。同时铁基超导体研究被评为美国《科学》杂志“2008年度十大科学突破”、美国物理学会“2008年度物理学重大事件”及欧洲物理学会 “2008年度最佳科学发现”，入选“2008年度世界十大科技进展新闻”、“2008年度中国基础研究十大新闻”。铁基超导研究主要成员还荣获了香港求是科技基金会“2009年度求是杰出科技成就集体奖”。
铜基超导：引领高温超导研究
超导材料必须在一定的温度以下才会产生超导现象，这一温度称为临界温度。截止到2008年之前，人们发现的超导材料主要有四大家族：金属和合金超导体、铜氧化物超导体、重费米子超导体和有机超导体。其中1986年以来发现的铜氧化物超导体因其具有40 K（273 K对应0摄氏度，40 K即-233摄氏度）以上的超导临界温度又称高温超导体，40K的温度称为麦克米兰极限温度，是经典的超导BCS理论（由其发现者巴丁（J.Bardeen）、库珀（L.V.Cooper）施里弗（J.R.Schrieffer）的名字首字母命名）预言的超导体的极限转变温度。
卡末林·昂内斯将汞冷却到4.2K才发现超导现象的，这是一个极低的温度，无疑在这样的温度是不可能得到推广应用的。所以从超导现象发现的第一天起，科学家们就一直朝着室温超导而奋斗。
1986年初，两名欧洲科学家发现以铜为关键超导元素的铜氧化物超导体，转变温度高于40K，因而被称为高温超导体。这一年的9月份，赵忠贤坐在物理所图书馆中翻阅着最新一期的《物理学杂志》杂志。当读到了贝德诺兹和缪勒发表的文章时，他陷入了长时间的思考。他认为缪勒的想法是有道理的，就是要充分利用材料结构的不稳定性来实现高温超导。10月中旬，赵忠贤便与物理所其他科研人员合作，开始了铜氧化物的超导体研究工作。仅用了两个月的时间，赵忠贤的研究组在锶镧铜氧中实现了起始温度为48.6Ｋ的超导转变。紧接着，在第二年的2月19日，赵忠贤等人又在钇钡铜氧中发现了起始温度高于100Ｋ，中点温度为92.8Ｋ的超导转变。在此之前，世界上一切超导研究都必须采用昂贵并难以使用的液氦来使超导体达到转变温度，这对超导研究形成了巨大的障碍。赵忠贤团队是使用便宜而好用的液氮来达到超导转变温度的，这一方法为超导研究开辟了一片崭新的天地，其团队也因此荣获了1989年国家自然科学一等奖。
除了传统的金属及合金超导体和铜氧化物超导体外，人们还在其他许多材料中发现了超导电性，诸如重费米子超导体、超晶格超导体、有机超导体、磁性超导体、多带超导体等，在其他金属氧化物如钛氧化物、铌氧化物、钌氧化物、钴氧化物等材料中同样发现了超导电性，只是这些超导体的临界温度不如铜氧化物高，但是在这些超导体中发现丰富而奇异的物理性质同样引起许多科学家的兴趣。
经过近30年的努力，铜氧化物高温超导材料的质量和性能也不断提高，而为研究其物理性质的诸多实验手段本身也取得了显著进步并观察到了许多新奇的物理现象。令人颇感失望的是，人们发现铜氧化物高温超导体很难得以大规模应用。因为这类材料本身属于陶瓷材料，在柔韧性和延展性上都远远不如金属材料，在材料机械加工等许多方面存在严重的困难；更重要的是其可以负载的最大电流相对较低，无法在一些需要高电流强磁场的领域应用。尽管应用铜氧化物高温超导体在高敏感磁信号探测和微波通讯等方面取得了重大的进展，但作为超导最直接的应用——超导输电线、超导强磁体和超导磁悬浮等方面，铜氧化物材料仍然不是首选。为了验证对铜氧化物超导问题的理解和认识并进一步推动高温超导应用的前进，人们寄希望于找到其他可以和铜氧化物的临界温度相比拟甚至更高的超导材料。
超导材料必须在一定的温度以下才会产生超导现象，这一温度称为临界温度。截止到2008年之前，人们发现的超导材料主要有四大家族：金属和合金超导体、铜氧化物超导体、重费米子超导体和有机超导体。其中1986年以来发现的铜氧化物超导体因其具有40 K（273 K对应0摄氏度，40 K即-233摄氏度）以上的超导临界温度又称高温超导体，40K的温度称为麦克米兰极限温度，是经典的超导BCS理论（由其发现者巴丁（J.Bardeen）、库珀（L.V.Cooper）施里弗（J.R.Schrieffer）的名字首字母命名）预言的超导体的极限转变温度。
卡末林·昂内斯将汞冷却到4.2K才发现超导现象的，这是一个极低的温度，无疑在这样的温度是不可能得到推广应用的。所以从超导现象发现的第一天起，科学家们就一直朝着室温超导而奋斗。
1986年初，两名欧洲科学家发现以铜为关键超导元素的铜氧化物超导体，转变温度高于40K，因而被称为高温超导体。这一年的9月份，赵忠贤坐在物理所图书馆中翻阅着最新一期的《物理学杂志》杂志。当读到了贝德诺兹和缪勒发表的文章时，他陷入了长时间的思考。他认为缪勒的想法是有道理的，就是要充分利用材料结构的不稳定性来实现高温超导。10月中旬，赵忠贤便与物理所其他科研人员合作，开始了铜氧化物的超导体研究工作。仅用了两个月的时间，赵忠贤的研究组在锶镧铜氧中实现了起始温度为48.6Ｋ的超导转变。紧接着，在第二年的2月19日，赵忠贤等人又在钇钡铜氧中发现了起始温度高于100Ｋ，中点温度为92.8Ｋ的超导转变。在此之前，世界上一切超导研究都必须采用昂贵并难以使用的液氦来使超导体达到转变温度，这对超导研究形成了巨大的障碍。赵忠贤团队是使用便宜而好用的液氮来达到超导转变温度的，这一方法为超导研究开辟了一片崭新的天地，其团队也因此荣获了1989年国家自然科学一等奖。
除了传统的金属及合金超导体和铜氧化物超导体外，人们还在其他许多材料中发现了超导电性，诸如重费米子超导体、超晶格超导体、有机超导体、磁性超导体、多带超导体等，在其他金属氧化物如钛氧化物、铌氧化物、钌氧化物、钴氧化物等材料中同样发现了超导电性，只是这些超导体的临界温度不如铜氧化物高，但是在这些超导体中发现丰富而奇异的物理性质同样引起许多科学家的兴趣。
经过近30年的努力，铜氧化物高温超导材料的质量和性能也不断提高，而为研究其物理性质的诸多实验手段本身也取得了显著进步并观察到了许多新奇的物理现象。令人颇感失望的是，人们发现铜氧化物高温超导体很难得以大规模应用。因为这类材料本身属于陶瓷材料，在柔韧性和延展性上都远远不如金属材料，在材料机械加工等许多方面存在严重的困难；更重要的是其可以负载的最大电流相对较低，无法在一些需要高电流强磁场的领域应用。尽管应用铜氧化物高温超导体在高敏感磁信号探测和微波通讯等方面取得了重大的进展，但作为超导最直接的应用——超导输电线、超导强磁体和超导磁悬浮等方面，铜氧化物材料仍然不是首选。为了验证对铜氧化物超导问题的理解和认识并进一步推动高温超导应用的前进，人们寄希望于找到其他可以和铜氧化物的临界温度相比拟甚至更高的超导材料。
经过近30年的努力，铜氧化物高温超导材料的质量和性能也不断提高，而为研究其物理性质的诸多实验手段本身也取得了显著进步并观察到了许多新奇的物理现象。令人颇感失望的是，人们发现铜氧化物高温超导体很难得以大规模应用。因为这类材料本身属于陶瓷材料，在柔韧性和延展性上都远远不如金属材料，在材料机械加工等许多方面存在严重的困难；更重要的是其可以负载的最大电流相对较低，无法在一些需要高电流强磁场的领域应用。尽管应用铜氧化物高温超导体在高敏感磁信号探测和微波通讯等方面取得了重大的进展，但作为超导最直接的应用——超导输电线、超导强磁体和超导磁悬浮等方面，铜氧化物材料仍然不是首选。
超导材料的广泛应用，就看这次中国进行的高温铁基超导线材的低成本制备技术能否推广啦。兔子又多了条黑科技。
超导材料的广泛应用，就看这次中国进行的高温铁基超导线材的低成本制备技术能否推广啦。兔子又多了条黑科技。
超导材料的用武之地
1、超导输电
超导体在低温下可以实现稳定的零电阻超导态，这意味着超导线圈可以通过较大的电流而无焦耳热的产生。我们可以采用超导输电线进行远距离输电，从而大大降低输电过程的损失。目前采用铜或铝导线的输电损耗约为15%，我国每年的输电损耗就达一千亿度左右，如果采用超导输电线就可以节省相当于数十个发电厂的电力。采用超导输电还可以简化变压器、电动机和发电机等热绝缘并保证输电的稳定性，提高输电的安全性。
超导输电（左）与常规输电（右）
2、超导磁体
如果给闭合超导线圈通上电流，就可以维持较强的稳恒磁场，这便是超导磁体。常规稳恒磁体要实现强磁场就必须采用非常粗的铜导线，并将其泡在水中冷却，这使得磁体体积特别庞大，而且必须持续不断地通上电流，消耗更多的电能。相比之下，超导磁体具有体积小、稳定度高、耗能少等多种优势。
正因如此，在生物学研究和临床医学上采用的高分辨核磁共振成像技术大都是采用超导磁体；在科学研究中一些物性测量系统的稳恒磁体也是采用超导材料制成的，一些大型粒子加速器的加速线圈也常采用超导磁体，例如欧洲大型强子加速器的加速磁体和探测器都采用了超导磁体。
核磁共振
3、超导磁悬浮
由于超导体的完全抗磁性，即物理学中的迈斯纳（Meissner）效应，使得磁力线几乎无法进入超导体的体内。当我们将超导体置于普通磁体产生的磁场中时，磁力线会紧紧的包围在超导磁体周围，并将超导磁体“固定”在一定的范围之内，进而达到了悬浮的效果。和常导磁悬浮技术相比（通过同性磁体的排斥作用使之悬浮），超导悬浮技术由于对超导体的限制作用，不仅可以实现排斥效果使其悬浮在普通磁体上空，甚至还可以有“吸引”的效果使其悬浮在普通磁体的下方。目前超导磁悬浮列车受制于技术和成本问题还不能实现商业化，而我们已经从投入使用的上海常导磁悬浮列车中看到了磁悬浮技术巨大的应用潜质，随着高温超导体转变温度的记录不断地刷新，将来的超导磁悬浮列车将走进我们的生活，提供更为高速、稳定和安全的轨道运输。
我最感兴趣的就是超导磁体了，这次中国突破的铁基超导线材，材料力学性能应该比铜氧化物更好（天生就是线材），可负载的电流更大，非常适合高磁场强电流的领域应用，通过这几年的研究普及，争取赶上2020年左右启动的CFETR中国核聚变工程实验堆建造使用啊
1、超导输电
超导体在低温下可以实现稳定的零电阻超导态，这意味着超导线圈可以通过较大的电流而无焦耳热的产生。我们可以采用超导输电线进行远距离输电，从而大大降低输电过程的损失。目前采用铜或铝导线的输电损耗约为15%，我国每年的输电损耗就达一千亿度左右，如果采用超导输电线就可以节省相当于数十个发电厂的电力。采用超导输电还可以简化变压器、电动机和发电机等热绝缘并保证输电的稳定性，提高输电的安全性。
超导输电（左）与常规输电（右）
2、超导磁体
如果给闭合超导线圈通上电流，就可以维持较强的稳恒磁场，这便是超导磁体。常规稳恒磁体要实现强磁场就必须采用非常粗的铜导线，并将其泡在水中冷却，这使得磁体体积特别庞大，而且必须持续不断地通上电流，消耗更多的电能。相比之下，超导磁体具有体积小、稳定度高、耗能少等多种优势。
正因如此，在生物学研究和临床医学上采用的高分辨核磁共振成像技术大都是采用超导磁体；在科学研究中一些物性测量系统的稳恒磁体也是采用超导材料制成的，一些大型粒子加速器的加速线圈也常采用超导磁体，例如欧洲大型强子加速器的加速磁体和探测器都采用了超导磁体。
核磁共振
3、超导磁悬浮
由于超导体的完全抗磁性，即物理学中的迈斯纳（Meissner）效应，使得磁力线几乎无法进入超导体的体内。当我们将超导体置于普通磁体产生的磁场中时，磁力线会紧紧的包围在超导磁体周围，并将超导磁体“固定”在一定的范围之内，进而达到了悬浮的效果。和常导磁悬浮技术相比（通过同性磁体的排斥作用使之悬浮），超导悬浮技术由于对超导体的限制作用，不仅可以实现排斥效果使其悬浮在普通磁体上空，甚至还可以有“吸引”的效果使其悬浮在普通磁体的下方。目前超导磁悬浮列车受制于技术和成本问题还不能实现商业化，而我们已经从投入使用的上海常导磁悬浮列车中看到了磁悬浮技术巨大的应用潜质，随着高温超导体转变温度的记录不断地刷新，将来的超导磁悬浮列车将走进我们的生活，提供更为高速、稳定和安全的轨道运输。
我最感兴趣的就是超导磁体了，这次中国突破的铁基超导线材，材料力学性能应该比铜氧化物更好（天生就是线材），可负载的电流更大，非常适合高磁场强电流的领域应用，通过这几年的研究普及，争取赶上2020年左右启动的CFETR中国核聚变工程实验堆建造使用啊
这个真牛B，我来顶一下。
多少K超导？为啥不说
leo-dg 发表于 2015-7-7 07:35
多少K超导？为啥不说
2014年制备的122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。只有4K，使用的话估计要液氦冷却。现在全超导托卡马克外的超导线圈好像都是用液氦冷却的，虽然温度不够高，但是它可以承载很大电流。
以上是原文的数据，估计更高温度下的超导材料，机械力学性能不行，达不到大规模量产应用的水平。
多少K超导？为啥不说
2014年制备的122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。只有4K，使用的话估计要液氦冷却。现在全超导托卡马克外的超导线圈好像都是用液氦冷却的，虽然温度不够高，但是它可以承载很大电流。
以上是原文的数据，估计更高温度下的超导材料，机械力学性能不行，达不到大规模量产应用的水平。
富同位素4He的气液相变曲线的临界温度和临界压强分别为5.20K和2.26大气压，一个大气压下的温度为4.215K.在常压下，温度从临界温度下降至绝对零度时，氦始终保持为液态，不会凝固，只有在大于25大气压时才出现固态。
用液氦冷却刚好，不过液氦太昂贵，要是能开发出用液氮冷却的，可以通过大电流，产生强磁场的铁基超导线材，才算真正过关吧，我想
。
用液氦冷却刚好，不过液氦太昂贵，要是能开发出用液氮冷却的，可以通过大电流，产生强磁场的铁基超导线材，才算真正过关吧，我想
。作超导电池吧
冰雨惊云 发表于 2015-7-7 02:01
超导材料的用武之地
1、超导输电
超导体在低温下可以实现稳定的零电阻超导态，这意味着超导线圈可以 ...
托卡马克的线圈要受到很大的力，一般还是金属线，这个高温超导体貌似是类似陶瓷的材料，直接运用还是困难很大的。
ITER用的应该是铋线
冰雨惊云 发表于 2015-7-7 02:01
超导材料的用武之地
1、超导输电
超导体在低温下可以实现稳定的零电阻超导态，这意味着超导线圈可以 ...
托卡马克的线圈要受到很大的力，一般还是金属线，这个高温超导体貌似是类似陶瓷的材料，直接运用还是困难很大的。
ITER用的应该是铋线
目前为止，最高Tc还是铜基创造的
超导材料的用武之地
1、超导输电
超导体在低温下可以实现稳定的零电阻超导态，这意味着超导线圈可以 ...
CFETR上的导体早定了，铌三锡+铌钛，怎么改？
1、超导输电
超导体在低温下可以实现稳定的零电阻超导态，这意味着超导线圈可以 ...
CFETR上的导体早定了，铌三锡+铌钛，怎么改？
东亚重工 发表于 2015-7-7 11:29
托卡马克的线圈要受到很大的力，一般还是金属线，这个高温超导体貌似是类似陶瓷的材料，直接运用还是困 ...
ITER的线圈用的是铌，铋是用在电流引线上的。铁基超导的金属性很强，力学性能远超以往的铜系。另外高温超导基本没有希望做托卡马克线圈，残余电阻率达不到要求。
东亚重工 发表于 2015-7-7 11:29
托卡马克的线圈要受到很大的力，一般还是金属线，这个高温超导体貌似是类似陶瓷的材料，直接运用还是困 ...
ITER的线圈用的是铌，铋是用在电流引线上的。铁基超导的金属性很强，力学性能远超以往的铜系。另外高温超导基本没有希望做托卡马克线圈，残余电阻率达不到要求。
一不小心看成是某中科院电工研制出超导线了
德国良心油纸包 发表于 2015-7-7 22:34
CFETR上的导体早定了，铌三锡+铌钛，怎么改？
http://www.doc88.com/p-805989887391.html
根据道客巴巴上《铌钛(NbTi)和铌锡(Nb3Sn)超导体的制造和应用》的文章说明，NbTi可用性仅达到10T的磁场，另一种Nb3Sn超导体可用于较高的磁场，专门用于10-20T的磁场。
铌元素不能承载大电流和高磁场，根据该论文的图表显示，商业化前景最好的Nb3Sn在2K时，14T的磁场强度下，通过的电流为也就5万安培每立方厘米。Nb3Sn最大可承受的磁场强度为25T。
而2014年生产成功的122型铁基超导体，在4.2K，14T下，通过电流可以达到10万安培每立方厘米，至于铁基超导体能够承受最大的磁场强度，这篇新闻报道没有提到。如果新闻报道的数据真实的话，就铁和铌两种元素在承载电流和高磁场这两项性能比较下，我觉得铁基超导体的应用前景应该远超铌基超导体。通过这篇新闻报道上所列的数据和道客巴巴上论文数据的比较，也肯定是要表达铁基超导体的优越性超过铌基超导体的。
至于高温超导体残余电阻率超标，我觉得122型铁基超线材，工作温度在4.2K，应该不算是高温超导体。还有说铁基超导线材是一种陶瓷体的，我觉得就更扯了，虽说也有陶瓷线材，但这篇报道里肯定说的铁基超导线材是一种金属线材，柔韧性能更好，不然怎么绕制线圈。
CFETR上的导体早定了，铌三锡+铌钛，怎么改？
http://www.doc88.com/p-805989887391.html
根据道客巴巴上《铌钛(NbTi)和铌锡(Nb3Sn)超导体的制造和应用》的文章说明，NbTi可用性仅达到10T的磁场，另一种Nb3Sn超导体可用于较高的磁场，专门用于10-20T的磁场。
铌元素不能承载大电流和高磁场，根据该论文的图表显示，商业化前景最好的Nb3Sn在2K时，14T的磁场强度下，通过的电流为也就5万安培每立方厘米。Nb3Sn最大可承受的磁场强度为25T。
而2014年生产成功的122型铁基超导体，在4.2K，14T下，通过电流可以达到10万安培每立方厘米，至于铁基超导体能够承受最大的磁场强度，这篇新闻报道没有提到。如果新闻报道的数据真实的话，就铁和铌两种元素在承载电流和高磁场这两项性能比较下，我觉得铁基超导体的应用前景应该远超铌基超导体。通过这篇新闻报道上所列的数据和道客巴巴上论文数据的比较，也肯定是要表达铁基超导体的优越性超过铌基超导体的。
至于高温超导体残余电阻率超标，我觉得122型铁基超线材，工作温度在4.2K，应该不算是高温超导体。还有说铁基超导线材是一种陶瓷体的，我觉得就更扯了，虽说也有陶瓷线材，但这篇报道里肯定说的铁基超导线材是一种金属线材，柔韧性能更好，不然怎么绕制线圈。
http://www.doc88.com/p-805989887391.html
根据道客巴巴上《铌钛(NbTi)和铌锡(Nb3Sn)超导体的制造和应 ...
谢谢提供资料，不过我记得还有一种Nb3Al，性能比Nb3Sn好，缺点是制备难度极大
根据道客巴巴上《铌钛(NbTi)和铌锡(Nb3Sn)超导体的制造和应 ...
谢谢提供资料，不过我记得还有一种Nb3Al，性能比Nb3Sn好，缺点是制备难度极大