中科院電工研究所7日宣布，該所研究員馬衍偉團(tuán)隊(duì)成功研制國(guó)際首根100米量級(jí)鐵基超導(dǎo)長(zhǎng)線。這是鐵基超導(dǎo)材料從實(shí)驗(yàn)室研究走向產(chǎn)業(yè)化的新的里程碑。

目前，世界上美、日、歐等國(guó)家的鐵基超導(dǎo)線制備還處于米級(jí)水平。如何突破百米級(jí)高性能鐵基超導(dǎo)長(zhǎng)線制備技術(shù)是其規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵，也是當(dāng)前的重大技術(shù)難點(diǎn)。

2014年制備的高性能122型鐵基超導(dǎo)長(zhǎng)線(資料圖)

馬衍偉團(tuán)隊(duì)于2008年在國(guó)際上研制出首根鐵基超導(dǎo)線材，隨后在鐵基超導(dǎo)材料的成相物理化學(xué)、元素?fù)诫s、線帶材成材、熱處理工藝、微觀結(jié)構(gòu)等方面深入研究，掌握了采用成本較低的粉末裝管法制備高性能鐵基超導(dǎo)線帶材的一整套關(guān)鍵技術(shù)，并在鐵基超導(dǎo)線帶材的載流性能方面一直保持國(guó)際領(lǐng)先水平。2010年，他們首創(chuàng)鐵基超導(dǎo)前驅(qū)粉先位燒結(jié)工藝，為線材載流性能顯著提升奠定了基礎(chǔ);2013年，成功制備國(guó)際首根高性能鐵基超導(dǎo)多芯線;2014年，率先制備出國(guó)際首根10米量級(jí)高性能鐵基超導(dǎo)長(zhǎng)線，走出了線材規(guī)?；苽涞牡谝徊健?/p>

在此基礎(chǔ)上，該團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步深入探索鐵基超導(dǎo)線材規(guī)模化制備工藝，通過對(duì)超導(dǎo)長(zhǎng)線的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究和加工技術(shù)的試驗(yàn)優(yōu)化，成功解決了鐵基超導(dǎo)線規(guī)?；苽渲械木鶆蛐?、穩(wěn)定性和重復(fù)性等技術(shù)難點(diǎn)，最終制備出了長(zhǎng)度達(dá)到115米的鐵基超導(dǎo)長(zhǎng)線。經(jīng)測(cè)試，其載流性能表現(xiàn)出良好的均勻性和較弱的磁場(chǎng)衰減特性，在10特斯拉高磁場(chǎng)下的臨界電流密度超過12000安培每平方厘米。專家指出，這一重大突破表明我國(guó)已率先掌握了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的鐵基超導(dǎo)長(zhǎng)線制備技術(shù)，奠定了鐵基超導(dǎo)材料在工業(yè)、醫(yī)學(xué)、國(guó)防等諸多領(lǐng)域的應(yīng)用基礎(chǔ)。

鐵基超導(dǎo)體是繼發(fā)現(xiàn)于1986年的銅氧化物超導(dǎo)體之后的第二個(gè)高溫超導(dǎo)體系，在高場(chǎng)領(lǐng)域具有獨(dú)特的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，是目前凝聚態(tài)物理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。鐵基超導(dǎo)材料在工業(yè)、醫(yī)學(xué)、國(guó)防等諸多領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，被《科學(xué)》認(rèn)為是目前最具有發(fā)展前景的新型高溫超導(dǎo)體之一。

鐵基高溫超導(dǎo)研究有多重要?2014年1月10日，在人民大會(huì)堂舉行的國(guó)家科學(xué)技術(shù)大會(huì)上，由趙忠賢(中國(guó)科學(xué)院物理研究所)，陳仙輝(中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué))，王楠林(中國(guó)科學(xué)院物理研究所)，聞?；?中國(guó)科學(xué)院物理研究所)，方忠(中國(guó)科學(xué)院物理研究所)完成的“40K以上鐵基高溫超導(dǎo)體的發(fā)現(xiàn)及若干基本物理性質(zhì)的研究”獲得2013年度國(guó)家自然科學(xué)一等獎(jiǎng)，而該獎(jiǎng)項(xiàng)已空缺三年。

此前接受媒體采訪時(shí)，馬衍偉多次提及鐵基超導(dǎo)材料的實(shí)用化研究在國(guó)際上炙手可熱，處于你追我趕的態(tài)勢(shì)，研究成果隨時(shí)可能被超越。雖然目前團(tuán)隊(duì)的研究成果處于世界領(lǐng)先的地位，但競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手虎視眈眈，如果不抓緊下一步的研發(fā)，遲早將會(huì)落后于人。

超導(dǎo)應(yīng)用產(chǎn)品有超導(dǎo)電纜、超導(dǎo)限流器、超導(dǎo)濾波器、超導(dǎo)儲(chǔ)能、風(fēng)力超導(dǎo)發(fā)電機(jī)和超導(dǎo)變壓器等，具有廣闊的市場(chǎng)空間。幾年前，就有券商發(fā)表研究報(bào)告指出，超導(dǎo)市場(chǎng)的潛在規(guī)模達(dá)到2000億元，其中核心的超導(dǎo)材料占比30%-40%，約800億元左右。 目前國(guó)內(nèi)超導(dǎo)材料主要是依賴于美國(guó)和日本進(jìn)口，價(jià)格昂貴，占超導(dǎo)應(yīng)用產(chǎn)品50%左右的成本。

從整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)值來看，超導(dǎo)材料占超導(dǎo)設(shè)備40%-50%的成本，超導(dǎo)行業(yè)要發(fā)展壯大，超導(dǎo)材料必須要實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。