李貽杰團(tuán)隊(duì)成功百米級(jí)第二代高溫超導(dǎo)帶材
上海交通大學(xué)物理系李貽杰教授領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)歷時(shí)3年，采用*的技術(shù)路線，成功一整套具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的百米級(jí)第二代高溫超導(dǎo)帶材，實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)超導(dǎo)帶材領(lǐng)域的新突破。
國(guó)產(chǎn)百米級(jí)第二代高溫超導(dǎo)帶材像一層薄膜，金屬基帶的寬度為1厘米、厚度為80微米，而用于傳輸超導(dǎo)電流的稀土氧化物超導(dǎo)層的厚度還不到1微米。與傳統(tǒng)的銅導(dǎo)線相比，相同橫截面積超導(dǎo)帶材的載流能力是銅導(dǎo)線的幾百倍。
據(jù)介紹，在國(guó)內(nèi)外，能研制第二代高溫超導(dǎo)帶材的單位本身為數(shù)不多，而能動(dòng)態(tài)連續(xù)制備百米以上第二代高溫超導(dǎo)帶材的科研單位目前在國(guó)內(nèi)只有上海交通大學(xué)。在上，自從2004年以來(lái)，美國(guó)、日本和德國(guó)的機(jī)構(gòu)先后研制成功了長(zhǎng)度超過(guò)100米且能夠傳輸100安培以上超導(dǎo)電流的第二代高溫超導(dǎo)帶材。
“現(xiàn)在我們自主出百米級(jí)高溫超導(dǎo)帶材，使中國(guó)在上躋身先進(jìn)行列。”李貽杰教授說(shuō)，目前上第二大高溫超導(dǎo)帶材已處于大規(guī)模市場(chǎng)化應(yīng)用的邊緣，我國(guó)大力介入這一領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目恰逢其時(shí)。另外，第二代高溫超導(dǎo)帶材中的超導(dǎo)層屬稀土氧化物系列，就原材料而言，我國(guó)具有資源優(yōu)勢(shì)。開展第二代高溫超導(dǎo)帶材的研制可將我國(guó)的資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為技術(shù)優(yōu)勢(shì)，以免再次落入出口初級(jí)粉料而進(jìn)口產(chǎn)品的不利局面。
2008年底李貽杰教授科研團(tuán)隊(duì)承擔(dān)了科技部百米級(jí)第二代高溫超導(dǎo)帶材863重點(diǎn)項(xiàng)目任務(wù)。在總投入科研經(jīng)費(fèi)低于美、日、德等國(guó)的情況下，通過(guò)吸取國(guó)外成功經(jīng)驗(yàn)與失敗教訓(xùn)，優(yōu)化路線，節(jié)省了寶貴的科研經(jīng)費(fèi)和時(shí)間。在教育部“985”項(xiàng)目和上海市等的繼續(xù)積極支持下，從2008年論證到2009年1月開始實(shí)施，再到成功，歷時(shí)3年，終于成功100米量級(jí)的第二代高溫超導(dǎo)帶材制備工藝，而美、日、德等國(guó)成功百米量級(jí)工藝，都用了近10年的時(shí)間。
當(dāng)前國(guó)內(nèi)外研制第二代高溫超導(dǎo)帶材在技術(shù)上面臨兩個(gè)瓶頸問(wèn)題：一是超導(dǎo)帶材從實(shí)驗(yàn)室靜態(tài)的短樣制備，到動(dòng)態(tài)連續(xù)化的工業(yè)制備，必須達(dá)到百米量級(jí)以上乃至公里量級(jí)的應(yīng)用水平；二是1厘米寬的超導(dǎo)帶材的載流能力應(yīng)達(dá)100安培以上，未來(lái)目標(biāo)是1000安培，以體現(xiàn)性價(jià)比的*性。上海交通大學(xué)研制成功了載流能力達(dá)到194安培、百米級(jí)的第二代高溫超導(dǎo)帶材，這一階段性成果有利于加快實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的zui終目標(biāo)。經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)和測(cè)試，目前國(guó)產(chǎn)百米級(jí)第二代高溫超導(dǎo)帶材已經(jīng)成功解決了從實(shí)驗(yàn)室研究成果向產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)移所必須克服的鍍膜工藝的穩(wěn)定性、重復(fù)性和可靠性等技術(shù)難點(diǎn)，從而為后續(xù)的產(chǎn)業(yè)化奠定了基礎(chǔ)。
現(xiàn)有的電網(wǎng)傳輸系統(tǒng)在傳輸過(guò)程損耗約8%到10%，如果采用第二代高溫超導(dǎo)電纜來(lái)傳輸，可以達(dá)到幾乎*，極大提高了節(jié)能效果。超導(dǎo)材料由于*的零電阻和*抗磁特性，在工業(yè)、醫(yī)學(xué)、國(guó)防等諸多領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。第二代高溫超導(dǎo)帶材產(chǎn)業(yè)化以后，可以有效解決人口密集的大都市圈電力擴(kuò)容問(wèn)題，改善供電系統(tǒng)的安全性和可靠性。
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