超导行业报告：低温超导、高温超导（66页）

行业报告下载 2023年08月18日 10:04 管理员

超导材料大规模应用受到多重限制。纵然超导应用潜力巨大，但超导材料的实现有严格的条件。限制超导应用有三个临界参数：临界温度、临界磁场和临界电流密度，这意味着超导电性必须在足够低的温度、不太高的磁场和不特别大的电流密度下才能实现。一旦突破某个临界参数，材料有可能瞬间从零电阻变成有电阻的状态，从而失去超导性能。三个临界参数中后两者决定了它的应用场景范围，而临界温度则是应用的最大瓶颈。因为低温就意味着在应用超导体的同时，还面临着高昂的制冷成本。因此，科学家们在研究超导的过程中，一直在努力提高超导材料的临界温度，其中“三重天花板”是重点突破的目标。在超导标准化方面，超导技术委员会（简称 IEC/TC90）于 1989 年 7 月正式成立，负责建立与超导材料和器件相关的国际标准。IEC/TC90 现有日、中、韩、美、俄、德、法、意等 10 个参加成员国，截止到目前，IEC/TC90 共颁布了 25 项超导国际标准，近来 IEC/TC90 推出国际标准的步伐明显加快，超导国际标准已经从术语和定义、超导特性测量方法，逐渐过渡到实用超导线和超导器件的一般性规范。

我国主持的标准化项目包括铌钛和铌三锡复合超导线扭距测量--国际标准和超导单光子探测器—暗记数率--国际标准。在国家标准方面，我国目前发布了 25 个超导国家标准。低温超导已经规模商业化，高温超导正逐步开始产业化。虽然已发现了上千种超导材料，但具有实用化前景的材料并不多。低温超导材料自 1965 年开始研究，目前低温超导材料 NbTi 与 Nb3Sn 已实现商业化。而高温超导材料自 1986 年进行研究，目前刚开始进行产业化。NbTi 超导线材用量占整个超导材料市场的 90%以上。低温超导根据成分分为金属低温超导材料、合金低温超导材料和化合物低温超导材料。低温超导材料在批量化加工技术、成本、使用稳定性方面的优势无可替代。目前已实现商业化的包括 NbTi（铌钛，Tc=9.5K）和 Nb3Sn（铌三锡，Tc=18k），NbTi 超导线材由于具有优异的中低磁场超导性能、良好的机械性能和加工性能、价格优势，在实践中获得了大规模应用，其用量占整个超导材料市场的 90%以上；而 Nb3Sn 的临界温度相对较高，在 18K 左右，该材料本身具有脆性，力学加工性能较差，临界电流对应变比较敏感，且制造困难、造价相对较高。