华安证券研报指出,高温超导材料是核聚变磁体技术的关键支撑。稀土钡铜氧化物(REBCO)带材具有高超导转变温度、高载流能力和高不可逆场等优势,在核聚变磁体领域有广阔应用前景。2024年以来,上海等地出台政策推动高温超导磁体技术研发,超导材料被列入前沿材料产业化重点发展指导目录。
高温超导材料——核聚变磁体的核心技术支撑
超导材料是实现强磁场的重要基础。超导材料临界温度从1911年发现汞的超导电性(4.2K)到1986年发现铜氧化物高温超导体(临界温度突破77K),经历了长期发展【6†L23】。高温超导材料的发现为强磁场应用提供了可能,对核聚变磁体技术具有重要意义【6†L24】。
铜氧化物高温超导体材料主要有Bi系(BiSrCaCuO,BSCCO)、Y系(YBaCuO,YBCO)、Tl系(TlBaCaCuO)、Hg系(HgBaCaCuO)等四类,它们的临界温度都在77K以上,可以在液氮温区工作【6†L24】。
铜氧化物高温超导体材料主要有Bi系(BiSrCaCuO,BSCCO)、Y系(YBaCuO,YBCO)、Tl系(TlBaCaCuO)、Hg系(HgBaCaCuO)等四类,它们的临界温度都在77K以上,可以在液氮温区工作【6†L24】。
REBCO带材的技术优势与发展
稀土钡铜氧化物(REBCO)带材具有高超导转变温度、高载流能力、高不可逆场以及采用廉价的生产原料等优势【6†L25】。REBCO带材是第二代高温超导带材的代表,在核聚变磁体、超导电力等领域有广阔应用前景【6†L26】。
REBCO带材的结构包括金属基底、缓冲层、超导层和保护层等。随着制备工艺的不断改进,REBCO带材的性能持续提升,成本逐步下降,为大规模应用创造了条件【6†L26】。
REBCO带材的结构包括金属基底、缓冲层、超导层和保护层等。随着制备工艺的不断改进,REBCO带材的性能持续提升,成本逐步下降,为大规模应用创造了条件【6†L26】。
政策支持持续加码,产业化进程加速
近年来,中国在高温超导产业方面出台了多项支持政策。2024年2月,上海市发布《上海核电产业高质量发展行动方案》,推动紧凑式磁约束高温超导托卡马克装置技术研发,突破大尺寸、高电流密度、强磁场的高温超导磁体关键技术【6†L27】。
2024年1月,工业和信息化部等七部门发布《关于推动未来产业创新发展的实施意见》,加快超导材料等前沿新材料创新应用【6†L27】。2023年8月,工业和信息化部、国有资产监督管理委员会将稀土钡铜氧超导材料等多种超导材料列入《前沿材料产业化重点发展指导目录(第一批)》【6†L27】。
2024年1月,工业和信息化部等七部门发布《关于推动未来产业创新发展的实施意见》,加快超导材料等前沿新材料创新应用【6†L27】。2023年8月,工业和信息化部、国有资产监督管理委员会将稀土钡铜氧超导材料等多种超导材料列入《前沿材料产业化重点发展指导目录(第一批)》【6†L27】。
| 时间 | 政策名称 | 主要内容 |
|---|---|---|
| 2024年2月 | 《上海核电产业高质量发展行动方案》 | 推动高温超导磁体关键技术研发 |
| 2024年1月 | 《关于推动未来产业创新发展的实施意见》 | 加快超导材料等前沿新材料创新应用 |
| 2023年8月 | 《前沿材料产业化重点发展指导目录》 | 稀土钡铜氧超导材料等列入第一批目录 |
| 2021年12月 | 《“十四五”原材料工业发展规划》 | 实施超导材料前瞻布局行动 |
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