中科院電工研究所7日宣布，該所研究員馬衍偉團隊成功研制國際首根100米量級鐵基超導(dǎo)長線。這是鐵基超導(dǎo)材料從實驗室研究走向產(chǎn)業(yè)化的新的里程碑。

目前，世界上美、日、歐等國家的鐵基超導(dǎo)線制備還處于米級水平。如何突破百米級高性能鐵基超導(dǎo)長線制備技術(shù)是其規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵，也是當(dāng)前的重大技術(shù)難點。

2014年制備的高性能122型鐵基超導(dǎo)長線(資料圖)

馬衍偉團隊于2008年在國際上研制出首根鐵基超導(dǎo)線材，隨后在鐵基超導(dǎo)材料的成相物理化學(xué)、元素摻雜、線帶材成材、熱處理工藝、微觀結(jié)構(gòu)等方面深入研究，掌握了采用成本較低的粉末裝管法制備高性能鐵基超導(dǎo)線帶材的一整套關(guān)鍵技術(shù)，并在鐵基超導(dǎo)線帶材的載流性能方面一直保持國際領(lǐng)先水平。2010年，他們首創(chuàng)鐵基超導(dǎo)前驅(qū)粉先位燒結(jié)工藝，為線材載流性能顯著提升奠定了基礎(chǔ);2013年，成功制備國際首根高性能鐵基超導(dǎo)多芯線;2014年，率先制備出國際首根10米量級高性能鐵基超導(dǎo)長線，走出了線材規(guī)?；苽涞牡谝徊?。

在此基礎(chǔ)上，該團隊進一步深入探索鐵基超導(dǎo)線材規(guī)?；苽涔に嚕ㄟ^對超導(dǎo)長線的結(jié)構(gòu)設(shè)計研究和加工技術(shù)的試驗優(yōu)化，成功解決了鐵基超導(dǎo)線規(guī)模化制備中的均勻性、穩(wěn)定性和重復(fù)性等技術(shù)難點，最終制備出了長度達到115米的鐵基超導(dǎo)長線。經(jīng)測試，其載流性能表現(xiàn)出良好的均勻性和較弱的磁場衰減特性，在10特斯拉高磁場下的臨界電流密度超過12000安培每平方厘米。專家指出，這一重大突破表明我國已率先掌握了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的鐵基超導(dǎo)長線制備技術(shù)，奠定了鐵基超導(dǎo)材料在工業(yè)、醫(yī)學(xué)、國防等諸多領(lǐng)域的應(yīng)用基礎(chǔ)。

鐵基超導(dǎo)體是繼發(fā)現(xiàn)于1986年的銅氧化物超導(dǎo)體之后的第二個高溫超導(dǎo)體系，在高場領(lǐng)域具有獨特的應(yīng)用優(yōu)勢，是目前凝聚態(tài)物理領(lǐng)域的研究熱點。鐵基超導(dǎo)材料在工業(yè)、醫(yī)學(xué)、國防等諸多領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，被《科學(xué)》認為是目前最具有發(fā)展前景的新型高溫超導(dǎo)體之一。

鐵基高溫超導(dǎo)研究有多重要?2014年1月10日，在人民大會堂舉行的國家科學(xué)技術(shù)大會上，由趙忠賢(中國科學(xué)院物理研究所)，陳仙輝(中國科學(xué)技術(shù)大學(xué))，王楠林(中國科學(xué)院物理研究所)，聞?；?中國科學(xué)院物理研究所)，方忠(中國科學(xué)院物理研究所)完成的“40K以上鐵基高溫超導(dǎo)體的發(fā)現(xiàn)及若干基本物理性質(zhì)的研究”獲得2013年度國家自然科學(xué)一等獎，而該獎項已空缺三年。

此前接受媒體采訪時，馬衍偉多次提及鐵基超導(dǎo)材料的實用化研究在國際上炙手可熱，處于你追我趕的態(tài)勢，研究成果隨時可能被超越。雖然目前團隊的研究成果處于世界領(lǐng)先的地位，但競爭對手虎視眈眈，如果不抓緊下一步的研發(fā)，遲早將會落后于人。

超導(dǎo)應(yīng)用產(chǎn)品有超導(dǎo)電纜、超導(dǎo)限流器、超導(dǎo)濾波器、超導(dǎo)儲能、風(fēng)力超導(dǎo)發(fā)電機和超導(dǎo)變壓器等，具有廣闊的市場空間。幾年前，就有券商發(fā)表研究報告指出，超導(dǎo)市場的潛在規(guī)模達到2000億元，其中核心的超導(dǎo)材料占比30%-40%，約800億元左右。 目前國內(nèi)超導(dǎo)材料主要是依賴于美國和日本進口，價格昂貴，占超導(dǎo)應(yīng)用產(chǎn)品50%左右的成本。

從整個產(chǎn)業(yè)鏈價值來看，超導(dǎo)材料占超導(dǎo)設(shè)備40%-50%的成本，超導(dǎo)行業(yè)要發(fā)展壯大，超導(dǎo)材料必須要實現(xiàn)國產(chǎn)化。