上榜理由
10人曾因它而获得诺贝尔物理学奖
超导材料不仅在临界温度下具有零电阻特性,而且在一定条件下还具有常规导体完全不具备的电磁特性,因而在电气与电子工程领域具有广泛的应用价值。曾有10人因超导材料的研究成果而获得诺贝尔物理学奖。
材料简介
超导材料是一种在一定条件下,能排斥磁力线且呈现出电阻为零的特性的新型材料。目前,已发现有46种元素和几千种合金、化合物可以成为超导材料。超导材料根据临界转变温度可分为低温超导材料和高温超导材料。低温超导材料主要有NbTi 和Nb3Sn 材料等,高温超导材料主要有Bi-Sr-Ca-Cu-O(BSCCO)和Y-Ba-Cu-O(YBCO)材料、MgB2超导材料、铁基超导材料等。
超导材料具有两大显著特性,零电阻和迈斯纳效应,此外还具有同位素效应、量子隧道效应等特性,可利用超导体实现诸如无损耗输电、稳恒强磁场和高速磁悬浮车等,目前超导材料在医疗器械、国防军事、电子通信、电力能源、交通运输等众多领域取得了应用。
应用领域
医疗器械、国防军事、电子通信、电力能源、交通运输、机械工程…
发展历程
1911年,荷兰莱顿实验室Karner Ingh Onns首次发现超导现象;
1935年,超导电性电动力学理论由伦敦兄弟提出;
1950年,巴库斯理论的提出标志着超导理论的正式建立;
20世纪70年代,超导列车进入载人试验阶段;
1986年,钡镧铜氧化物高温超导被发现,超导温度提高到37K;
1987年,锶镧铜氧系超导体出现,超导温度不断提高到140.2K;
1991年,日本公司建造核聚变堆用新型超导线圈;
1992年,日本建造超导船;
1996年,第一条地下高温超导输电电缆由美欧共同制成;
2001年,中国制成钇钡铜氧超导薄膜,达到国际先进水平;
2008年,日本科学家发现铁基高温超导材料,通过FeAs层取代LaOCuS中CuS层所制备层状化合物LaFeAsO1-xFx体系可以实现26K的超导转变;
2013年,国内第一条二代钇系高温超导电缆传输示范线开始建设。
行业发展目标
《中国制造2025》将超导材料列为前沿新材料中需重点发展的一批材料,并提出以下具体发展目标:
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超导材料的发展目标
市场规模预
据赛瑞研究预测,到2020年全球超导产业的产值将达到2400亿美元,其中高温超导占60%-70%。
主要研究单位
国内:综艺股份、万东医疗、西部超导、百利电气、沃尔核材、永鼎股份、联创光电、中孚实业、宝胜股份、中天科技、特变电工…
国外:Wah Chang、Oxford、Luvata、Bruker、JASTEC、GE、Siemens、Philips、JEOL、Varian…
应用案例
电力能源:高温超导电缆、超导电机、超导变压器…
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超导电缆
磁悬浮列车:电磁推进系统、升降机…
磁悬浮列车
核磁共振成像仪:提供核磁共振所需的强磁场。
核磁共振仪
以上内容均节选自《揭秘未来100大潜力新材料(2019年版)》_新材料在线;
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