中国成功研制世界首根百米级铁基超导长线

2016-09-08

中科院电工研究所7日宣布，该所研究员马衍伟团队成功研制国际首根100米量级铁基超导长线。这是铁基超导材料从实验室研究走向产业化的新的里程碑。

目前，世界上美、日、欧等国家的铁基超导线制备还处于米级水平。如何突破百米级高性能铁基超导长线制备技术是其规模应用的关键，也是当前的重大技术难点。

2014年制备的高性能122型铁基超导长线（资料图）

马衍伟团队于2008年在国际上研制出首根铁基超导线材，随后在铁基超导材料的成相物理化学、元素掺杂、线带材成材、热处理工艺、微观结构等方面深入研究，掌握了采用成本较低的粉末装管法制备高性能铁基超导线带材的一整套关键技术，并在铁基超导线带材的载流性能方面一直保持国际领先水平。2010年，他们首创铁基超导前驱粉先位烧结工艺，为线材载流性能显著提升奠定了基础；2013年，成功制备国际首根高性能铁基超导多芯线；2014年，率先制备出国际首根10米量级高性能铁基超导长线，走出了线材规模化制备的第一步。

在此基础上，该团队进一步深入探索铁基超导线材规模化制备工艺，通过对超导长线的结构设计研究和加工技术的试验优化，成功解决了铁基超导线规模化制备中的均匀性、稳定性和重复性等技术难点，最终制备出了长度达到115米的铁基超导长线。经测试，其载流性能表现出良好的均匀性和较弱的磁场衰减特性，在10特斯拉高磁场下的临界电流密度超过12000安培每平方厘米。专家指出，这一重大突破表明我国已率先掌握了具有自主知识产权的铁基超导长线制备技术，奠定了铁基超导材料在工业、医学、国防等诸多领域的应用基础。

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。铁基超导材料在工业、医学、国防等诸多领域具有广阔的应用前景，被《科学》认为是目前最具有发展前景的新型高温超导体之一。

铁基高温超导研究有多重要？2014年1月10日，在人民大会堂举行的国家科学技术大会上，由赵忠贤(中国科学院物理研究所)，陈仙辉(中国科学技术大学)，王楠林(中国科学院物理研究所)，闻海虎(中国科学院物理研究所)，方忠(中国科学院物理研究所)完成的“40K以上铁基高温超导体的发现及若干基本物理性质的研究”获得2013年度国家自然科学一等奖，而该奖项已空缺三年。

此前接受媒体采访时，马衍伟多次提及铁基超导材料的实用化研究在国际上炙手可热，处于你追我赶的态势，研究成果随时可能被超越。虽然目前团队的研究成果处于世界领先的地位，但竞争对手虎视眈眈，如果不抓紧下一步的研发，迟早将会落后于人。

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，具有广阔的市场空间。几年前，就有券商发表研究报告指出，超导市场的潜在规模达到2000亿元，其中核心的超导材料占比30%-40%，约800亿元左右。目前国内超导材料主要是依赖于美国和日本进口，价格昂贵，占超导应用产品50%左右的成本。