超導體，又稱為超導材料，指在某一溫度下，電阻為零的導體。超導體具有完全電導、完全抗磁、通量量子化等特性。據(jù)1911年荷蘭萊頓大學卡末林.昂內(nèi)斯教授第一次發(fā)現(xiàn)超導特性已有100多年歷史。從人類發(fā)現(xiàn)超導現(xiàn)象開始，人們就意識到，超導各種神奇的性質(zhì)將為電能以及各種與電磁有關(guān)的工藝技術(shù)領(lǐng)域帶來新的革命。
今天，超導技術(shù)也被各國政府認為是具有巨大商業(yè)價值及戰(zhàn)略意義的高新技術(shù)，應用涉及能源、信息、交通、工業(yè)、健康、環(huán)保等諸多方面。近年來中國超導產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，產(chǎn)業(yè)化進程不斷加速。7月，中國成功研制ITER大型超導磁體系統(tǒng)首個部件；8月中國成功研發(fā)基于國產(chǎn)YBCO超導帶材的高溫超導發(fā)電機。超導技術(shù)的不斷推進大大促進了超導行業(yè)的發(fā)展。
電力運輸，國家戰(zhàn)略的重中之重
隨著我國電力行業(yè)的發(fā)展，對于配套產(chǎn)業(yè)的要求也越來越高，電線電纜作為電力配套產(chǎn)業(yè)中的重要一環(huán)，同樣面臨著升級換代的需求，以適應中國電力發(fā)展。目前，我國每年從國外進口高溫電纜約二十億元用于國內(nèi)建設，預計到2020年全球超導應用的市場將達2440億美元(約合14869億人民幣)，高溫超導電纜約占5%的份額。
由于高溫超導線纜具有價格低、容量大、損耗低、無電磁污染等優(yōu)勢，在國際上頗受重視，許多國家已將發(fā)展超導產(chǎn)業(yè)上升到戰(zhàn)略高度。所以，高溫超導技術(shù)的研發(fā)與應用將是今后電線電纜行業(yè)的重要技術(shù)。目前，我國已有中天科技、百利電氣、永鼎股份等多家國際先進企業(yè)進行相關(guān)領(lǐng)域研究。
中天科技股份有限公司作為中國光電線纜領(lǐng)域的龍頭企業(yè)之一，為了更好更快地發(fā)展面向輸電系統(tǒng)應用的超導限流技術(shù)，中天科技與中國科學院電工研究所聯(lián)合建立“電力超導技術(shù)聯(lián)合研究開發(fā)中心”。近日，中天科技再接再厲，完成了我國第一根±525kV交聯(lián)聚乙烯絕緣柔性直流電纜系統(tǒng)的研制，標志著中國超高壓直流電纜技術(shù)與歐洲、日本等發(fā)達國家處于同一先進水平。
高溫超導不僅應用于電線電纜，在電力運輸?shù)闹卸谁h(huán)節(jié)也擁有不可忽視的作用。
2016年8月15日，新疆特變電工股份有限公司宣布，經(jīng)過４年多的研發(fā)，世界上第二臺掛網(wǎng)運行的三相高溫超導變壓器，也是全球首臺非晶合金鐵芯高溫超導變壓器在通過并網(wǎng)前的各種測試后，在新疆成功投入電網(wǎng)運行。這是我國第一臺擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的高溫超導電力變壓器。據(jù)了解，這臺高溫超導變壓器樣機的負載損耗僅相當于同容量油浸式變壓器９型國家標準的4.5％。
移動通訊，微波通訊領(lǐng)域的革命性變化
在移動通信領(lǐng)域，我們也能看到高溫超導技術(shù)的身影。
濾波器廣泛應用于各種無線通信設備中，其作用是從收到的無數(shù)微波信號中選出自己有用的、特定頻率的信號。以往濾波器由于金屬電阻原因，很難達到理想的濾波性能。而高溫超導材料的微波電阻比傳統(tǒng)金屬材料小3個數(shù)量級左右，用高溫超導制造的濾波器插入損耗極小、帶外抑制性好，具有十分理想的濾波性能。
綜藝超導科技有限公司是繼美國之后國內(nèi)唯一實現(xiàn)超導薄膜材料和超導濾波器工程化實施和規(guī)模商業(yè)應用的高新技術(shù)企業(yè)，是清華大學與綜藝股份等多家股東共同投資創(chuàng)立的超導技術(shù)產(chǎn)業(yè)化平臺。目前制備的釔鋇銅氧(YBCO)超導薄膜達到國際先進技術(shù)水平，已成功應用在自主研發(fā)的高溫超導濾波系統(tǒng)中。
高溫超導濾波系統(tǒng)的出現(xiàn)為微波通信領(lǐng)域帶來了革命性的變化，在第三、四代移動通信基站中發(fā)揮著舉足輕重的作用。
核磁共振，醫(yī)療領(lǐng)域的偵察兵
不僅僅是電力與通信業(yè)，我國超導技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的發(fā)展仍舊不可小視。
2017年8月18日，由濰坊新力超導磁電科技有限公司自主研發(fā)的全球首臺3.0T/850型核磁共振分子成像超導磁體樣機獲得成功。該磁體各項指標均滿足于3.0T核磁共振系統(tǒng)高質(zhì)量成像要求，是目前最先進的高端醫(yī)療影像設備之一。相比傳統(tǒng)的1.5T核磁共振系統(tǒng)，具有成像速度快、圖像質(zhì)量高、掃描噪音小的技術(shù)優(yōu)勢?；颊呖梢缘玫阶羁旖?、最準確的診斷，為疾病的治療贏得寶貴時間和時機。該設備的問世不僅打破了國外技術(shù)長期壟斷，也標志著我國高端醫(yī)療影像裝備研發(fā)已走在世界前列。
電力、通信、醫(yī)療，雖然當前我國在超導領(lǐng)域已經(jīng)取得了不小的成就，但超導技術(shù)的應用遠遠不止于此。
低溫超導，點亮“人造太陽”
在西安經(jīng)開區(qū)，有這樣一家材料領(lǐng)域從業(yè)企業(yè)，他們從成立之初就瞄準國內(nèi)緊缺產(chǎn)品領(lǐng)域，產(chǎn)品定位于“國內(nèi)空白、國際先進”，這就是西部超導材料科技股份有限公司。歷經(jīng)13年的發(fā)展，如今西部超導已經(jīng)成為國際上唯一的低溫超導合金棒材及線材全流程生產(chǎn)企業(yè)。
國際熱核聚變實驗堆（ITER）計劃的提出，旨在仿照太陽發(fā)出能量的原理，為人類持續(xù)提供能源，這也被稱為“人造太陽”計劃。經(jīng)過十多年的努力，西部超導參與“人造太陽”計劃的夢想終于實現(xiàn)——中國國際核聚變能源計劃執(zhí)行中心代表國際ITER組織，與他們簽署了總量約210噸的超導線供貨合同，標志著由西部超導承擔的ITER項目線材供貨任務將正式進入實施階段，也讓“人造太陽”計劃融入了“中國元素”。
真空磁懸浮列車，無與倫比的交通體驗
中國高鐵作為世界上最快的高鐵，曾跑出過486.1公里的世界鐵路運營實驗最高時速。但作為仍采用輪軌技術(shù)的運輸工具，車輪與軌道之間的摩擦仍然是提升速度的首要障礙，未來要突破500、600公里，甚至更高的時速。采用高溫超導技術(shù)的磁懸浮列車仍然是最佳選擇。
據(jù)中國航天科工集團消息，航天科工開展“高速飛行列車”研究論證，擬通過商業(yè)化、市場化模式，將超聲速飛行技術(shù)與軌道交通技術(shù)相結(jié)合。高速飛行列車利用低真空環(huán)境和超聲速外形減小空氣阻力，通過磁懸浮減小摩擦阻力，實現(xiàn)超聲速運行的運輸系統(tǒng)，比傳統(tǒng)高鐵的運行速度提升10倍，最大速度達到4千公里/小時。
在未來，采用真空管道+高溫超導磁懸浮技術(shù)的新型高鐵有望取代傳統(tǒng)的輪式高鐵，成為人們遠途出行的主要選擇交通方式。
展望
據(jù)報告顯示，未來十年我國超導市場的規(guī)模將有10倍的增長，而全球范圍內(nèi)2020年超導產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值更將達到2400億美元。隨著工業(yè)發(fā)展步伐加快，亞太地區(qū)將成為最大的超導技術(shù)需求市場。
目前我國關(guān)于超導技術(shù)的各項研發(fā)均已步入正軌，且進入產(chǎn)業(yè)化運作，現(xiàn)已普遍運營在電力、通信、軍事以及醫(yī)療等領(lǐng)域。尤其是在決定國家競爭力的智能電網(wǎng)，未來很長一段時間內(nèi)，我國智能電網(wǎng)的全面建設將給超導產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供良好的發(fā)展契機。
超導的歷史歷經(jīng)100多年，但仍然是一個年輕的學科，它不斷帶給人類驚喜，也不斷擴充著人類認知的邊界。更新的物理理論等著我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)，更多有應用前景的對象等著人們?nèi)ネ诰颉?/p>
