2022年中国超导行业发展研究报告.docx
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1、2022年中国超导行业发展研究报告一、行业概况1、定义超导是指在一定温度条件下物质电阻突然消失的现象,超导体是指能够产生超导现象的物质。1911年,荷兰科学家昂尼斯(Onnes)发现,在液氨(4.2K)低温条件下水银的电阻突降为零。这种在低温条件下物质电阻突然消失的现象被称为超导现象,转变温度称为临界温度(Tc)。超导材料是指在一定条件下,具有直流电阻为零和完全抗磁性的材料。目前,已发现有46中元素和几千种合金、化合物可以成为超导材料。超导材料按照其化学成分可以划分为元素材料、合金材料、化合物材料和超导陶器。图表1:超导材料按照其化学成分分类内容超导元素材料在南压下有32种元素具超导电性。其中
2、电工中实际应用的主要是锐和铅(Pb,Tc=7.201K),已用于制造超导交流电力电缆、高Q值谐振腔等一合金材料3超导元素加入某些其他元素作合金成分,可以使超导材料的全部性能提高。小超导化合物材料,超导元素与其他元素化合活有很好的超导性能u如已大量使用的Nb3Sn,其Tc=18.1K, Hc=24.5 特。c超导陶疫220世纪80年代初,米勒和贝德诺尔茨开始注意到某些氧化物陶瓷材料可能有超导电性,他们的小组对一些材料进行了试验,于1986年在铜-领一钢一氧化物中发现了T=35K的超导电性o 1987年,中国、美国、日本等国科学家在钏一忆一钢氨化物中发现处于液氛温区有超导电性,使超导陶鎏成为极有发
3、展前景的超导材料U 资料来源:前瞻产业研究院前瞻经济学入APP超导材料根据临界转变温度的不同可以划分为低温超导材料和高温超导体材料。图表2:超导材料按照其化学成分分类具体内容低温超导材料高温超导材料(HTS)超导物理中将临界温度在液氨温区的超导体称为常规超导体或低温超导体,Tc20K.目前已实现商业化的包括NbTi (Tc=9.5K)和NbmSn ( Tc=18k )。/超导物理中将临界温度在液氨温区以上的超导体叫作高临界温度超导体,TO77K.有实用价值的主要有钱系(洌如Bi2Sr2Ca2Cu3O7- 8 5 Tc=110K).纪系(例如YBa2Cu3O7- 8 , Tc=92K)、铁基超导
4、材料和 MgB2 ( Tc=40K )材料等二奥料来源:前瞻产业研究院前瞻经济学人APP2、产业链剖析超导材料产业链上游为矿资源,如钮、专贝、钿、锯、硼等金属;中游是超导材料,如YBCO、BSCCO和MgB2等;下游是超导应用产品,如超导电缆、超导限流器、超导滤波、超导储能以及超导发电机等。图表3:超导产业链结构La、:REST奥科来源:前瞻产也研究院叵前瞻经济学人APP超导材料产业链上游为原材料,如银、钛、铝、钢、秘、银、硼等金属材料,中游为超导材料相关公司,如江苏中天科技、特变电工、西部超导、青岛汉缆、北京英纳超导等,下游为超导设备应用。图表4:巾国超导产业链全景图上游 中加超导吧料二:超
5、导体1终端应用江苏永续股份有限公司8” IS,胜股伤令HENGSTOCTBEH暗妾电工ZTT . 二InnoST前瞻经济学人APP资料来源:前瞻产业研究院二、行业发展历程:我国超导行业进展基本与国际同步根据国家新材料产业发展战略咨询委员会的分析,整体而言,我国在超导材料领域的研究进展基本与国际同步。其中,低温超导材料、超导电子学应用以及超导电工学应用领域的研究已达到或接近国际先进水平。我国NbTi线材性能和性价比已优于发达国家,Nb3Sn线材综合水平与发达国家相当。图表5:申国超导市场发展婕实用化低温超导材料方面经过十余年的努力,我国高性能NbTi和NbSn超导线材制备技术取得重大突破,线材综
6、合性能指标(临界电流、磁滞损耗和剩余电阻率)及性能稳定性达到国际领先水平。目前超导MRI正在向高磁场、短腔和开放型发展,超导NMR正在向面向大分子分析用1GHz以上高频设备商品化发展,因此对超导材料的均匀性和载流性能提出了更高要求,低温超导材料产业需要进行升级。实用化高温超导材料方面目前高温超导材料在材料基础研究和工艺研究方面都有长足进展,材料性能已基本满足应用需求,国际上该领域发展重点是低成本、大规模的批量制备技术。我国高温超导材料大规模应用的瓶颈问题是材料价格过高,需要进一步提高技术成熟度、提升产业化能力,并改善材料综合性能,从而提高材料性价比。超导磁体方面目前国际上超导磁体发展重点是高磁
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