李貽杰團隊成功百米級第二代高溫超導(dǎo)帶材

 上海交通大學(xué)物理系李貽杰教授領(lǐng)導(dǎo)的科研團隊歷時3年，采用*的技術(shù)路線，成功一整套具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的百米級第二代高溫超導(dǎo)帶材，實現(xiàn)了國內(nèi)超導(dǎo)帶材領(lǐng)域的新突破。

國產(chǎn)百米級第二代高溫超導(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內(nèi)只有上海交通大學(xué)。在上，自從2004年以來，美國、日本和德國的機構(gòu)先后研制成功了長度超過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高溫超導(dǎo)帶材，使中國在上躋身先進行列。”李貽杰教授說，目前上第二大高溫超導(dǎo)帶材已處于大規(guī)模市場化應(yīng)用的邊緣，我國大力介入這一領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化項目恰逢其時。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，我國具有資源優(yōu)勢。開展第二代高溫超導(dǎo)帶材的研制可將我國的資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為技術(shù)優(yōu)勢，以免再次落入出口初級粉料而進口產(chǎn)品的不利局面。

2008年底李貽杰教授科研團隊承擔(dān)了科技部百米級第二代高溫超導(dǎo)帶材863重點項目任務(wù)。在總投入科研經(jīng)費低于美、日、德等國的情況下，通過吸取國外成功經(jīng)驗與失敗教訓(xùn)，優(yōu)化路線，節(jié)省了寶貴的科研經(jīng)費和時間。在教育部“985”項目和上海市等的繼續(xù)積極支持下，從2008年論證到2009年1月開始實施，再到成功，歷時3年，終于成功100米量級的第二代高溫超導(dǎo)帶材制備工藝，而美、日、德等國成功百米量級工藝，都用了近10年的時間。

當前國內(nèi)外研制第二代高溫超導(dǎo)帶材在技術(shù)上面臨兩個瓶頸問題：一是超導(dǎo)帶材從實驗室靜態(tài)的短樣制備，到動態(tài)連續(xù)化的工業(yè)制備，必須達到百米量級以上乃至公里量級的應(yīng)用水平；二是1厘米寬的超導(dǎo)帶材的載流能力應(yīng)達100安培以上，未來目標是1000安培，以體現(xiàn)性價比的*性。上海交通大學(xué)研制成功了載流能力達到194安培、百米級的第二代高溫超導(dǎo)帶材，這一階段性成果有利于加快實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的zui終目標。經(jīng)過反復(fù)試驗和測試，目前國產(chǎn)百米級第二代高溫超導(dǎo)帶材已經(jīng)成功解決了從實驗室研究成果向產(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，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)在傳輸過程損耗約8%到10%，如果采用第二代高溫超導(dǎo)電纜來傳輸，可以達到幾乎*，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容問題，改善供電系統(tǒng)的安全性和可靠性。