超导体的发展过程是怎样的?

人们把处于超导状态的导体称为“超导体”。超导材料和超导技术具有广阔的应用前景。超导体的电阻可以为零的温度称为超导临界温度。传统的超导只能在液氦(-269℃)的温度范围内发生,而氦是一种稀有气体,大大限制了超导的应用。

中国对超导的研究始于20世纪50年代,80年代末取得突破。1986,1986年2月26日,中科院物理所宣布获得超导临界温度为48.6 K的超导材料,部分样品在70 K出现超导迹象..1987年2月24日,中国科学院物理研究所宣布发现超导转变温度在100K以上的超导体,首次公开公布了液氮温区超导材料的组成。超导体在液氮温区(78K)无法工作的禁区终于被打破,氮气大量存在于空气中,空气液化是一项应用广泛的技术。

1987年,人民日报发表钡、钇、铜世界第一。氧气系统。这一消息加速了国际上对高温超导的研究。可以说,从一开始,我国高温超导材料的研究就一直走在世界前列。这主要表现在以下几个方面:我国在提高块体材料载流能力和制备高质量超导薄膜方面仍处于世界最高水平;我国在量子干涉仪的制造和这种器件应用于地磁测量方面也属于世界最高水平。中国在高温超导粉末、高温超导材料和导线的制备,金属有机化学气相沉积和厚膜技术的发展等方面也属于世界较高水平。此外,中国在确定高温超导材料的晶体结构、系统探索铋基和铊基材料、确认高温超导体中的各种基本超导现象等方面也有高水平的研究工作。

随着实用高温超导材料研究的巨大进展,作为应用超导技术最重要组成部分的高温超导电力技术的实际应用已经成为现实。1998年7月,中国科学院电气工程研究所成功研制并测试出我国第一根1m/1200 A高温超导电缆,被两院院士评为全国十大科技进步。2000年7月,中国科学院电工研究所研制的6米长高温超导电缆成功通过1450安培电流测试,标志着我国已经完全掌握了高温超导电缆的关键技术。不到一个月后,中科院物理所研制出高温超导低相位噪声振荡器,其振荡频率和相位噪声达到国际水平。5438年6月至2000年10月,北京有色金属研究院超导材料研究中心成功研制出我国第一条长100米的铋基高温超导带材,标志着我国超导材料的研究开始从实验室走向应用阶段。该技术填补了我国高温超导带材制备的空白,达到国际先进水平。1998年7月,北京有色金属研究总院及其兄弟公司* * *研制成功国内首条1米长1000安培Bi系高温超导DC输电模型电缆。这一成果被两院院士列为中国十大科技进展之一。之后成功研制出高温超导带材,长116 m,宽3.6 mm,厚0.28 mm。以螺旋管形式绕制,在77K液氮温度(-169℃)的自场下临界电流达到12.7安培,各项技术指标达到国内领先水平。高温超导带材达到100米以上才能进入生产领域。主要用于传输电缆、变压器、核磁共振成像等。目前一般传输电缆长距离传输时的功率损耗达到20%,而高温超导长带制成的传输电缆传输损耗几乎为零,可以大大降低传输成本。

超导产品将对电力的发展产生深远的影响。超导电力设备的应用对提高电网容量、电能质量、供电可靠性和安全性具有重要意义。高温超导电力技术将是21世纪具有经济和战略意义的高技术。在不久的将来,超导体将在电能、超导磁体、生物、医疗技术、通讯和微电子领域得到更广泛的应用。