超導(dǎo)材料論文.doc

超導(dǎo)材料摘要：簡要介紹了超導(dǎo)材料的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀，對未來的超導(dǎo)材料的發(fā)展作了展望，并對目前超導(dǎo)材料的主要研制方法進(jìn)行了分析。關(guān)鍵詞：超導(dǎo)體 研究進(jìn)展 高溫 低溫 應(yīng)用一 前言 超導(dǎo)材料是在低溫條件下能出現(xiàn)超導(dǎo)電性的物質(zhì)。超導(dǎo)材料最獨(dú)特的性能是電能在輸送過程中幾乎不會損失。超導(dǎo)材料的發(fā)展經(jīng)歷了從低溫到高溫的過程，經(jīng)過無數(shù)科學(xué)家的努力，超導(dǎo)材料的研究已經(jīng)取得了巨大的發(fā)展。近年來，隨著材料科學(xué)的發(fā)展，超導(dǎo)材料的性能不斷優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)的臨界溫度也越來越高。高溫超導(dǎo)材料的制備工藝也得到了長足的發(fā)展，一些制備高溫超導(dǎo)材料的材料陸續(xù)被科學(xué)家發(fā)現(xiàn)?，F(xiàn)在，超導(dǎo)材料的研究主要集中在超導(dǎo)輸電線纜，超導(dǎo)變壓器等電力系統(tǒng)方面，還有，利用超導(dǎo)材料可以形成強(qiáng)磁場，是超導(dǎo)材料在磁懸浮列車的研究上有了用武之地，另外，超導(dǎo)材料在醫(yī)學(xué)，生物學(xué)領(lǐng)域也取得了很大的成就。超導(dǎo)材料的研究未來，超導(dǎo)材料的研究將會努力向?qū)嵱没l(fā)展。一旦室溫超導(dǎo)體達(dá)到實(shí)用化、工業(yè)化，將對現(xiàn)代文明社會中的科學(xué)技術(shù)產(chǎn)生深刻的影響。二 研究現(xiàn)狀1.超導(dǎo)材料的探索與發(fā)展探索新型超導(dǎo)材料在超導(dǎo)材料研究中始終起著關(guān)鍵的作用，同時(shí)也是一項(xiàng)高風(fēng)險(xiǎn)、高投入的研究工作。自1911年荷蘭物理學(xué)家卡麥林昂尼斯發(fā)現(xiàn)汞在4.2K附近的超導(dǎo)電性以來，人們發(fā)現(xiàn)的新超導(dǎo)材料幾乎遍布整個(gè)元素周期表，從輕元素硼、鋰到過渡重金屬鈾系列等。超導(dǎo)材料的最初研究多集中在元素、合金、過渡金屬碳化物和氮化物等方面。至1973年，發(fā)現(xiàn)了一系列A型超導(dǎo)體和三元系超導(dǎo)體，如NbSn、VGa、NbGe，其中NbGe超導(dǎo)體的臨界轉(zhuǎn)變溫度(T)值達(dá)到23.2K。以上超導(dǎo)材料要用液氦做致冷劑才能呈現(xiàn)超導(dǎo)態(tài)，因而在應(yīng)用上受到很大限制。1986年，德國科學(xué)家柏諾茲和瑞士科學(xué)家穆勒發(fā)現(xiàn)了新的金屬氧化物超導(dǎo)材料即鋇鑭銅氧化物(La-BaCuO)，其T為35K，第一次實(shí)現(xiàn)了液氮溫區(qū)的高溫超導(dǎo)。銅酸鹽高溫超導(dǎo)體的發(fā)現(xiàn)是超導(dǎo)材料研究上的一次重大突破，打開了混合金屬氧化物超導(dǎo)體的研究方向。1987年初，中、美科學(xué)家各自發(fā)現(xiàn)臨界溫度大于90K的YBacuO超導(dǎo)體，已高于液氮溫度(77K)，高溫超導(dǎo)材料研究獲得重大進(jìn)展。后來法國的米切爾發(fā)現(xiàn)了第三類高溫超導(dǎo)體BisrCuO，再后來又有人將Ca摻人其中，得到Bis尤aCuO超導(dǎo)體，首次使氧化物超導(dǎo)體的零電阻溫度突破100K大關(guān)。1988年，美國的荷曼和盛正直等人又發(fā)現(xiàn)了T系高溫超導(dǎo)體，將超導(dǎo)臨界溫度提高到當(dāng)時(shí)公認(rèn)的最高記錄125K。瑞士蘇黎世的希林等發(fā)現(xiàn)在HgBaCaCuO超導(dǎo)體中，臨界轉(zhuǎn)變溫度大約為133K，使高溫超導(dǎo)臨界溫度取得新的突破。2.超導(dǎo)材料的研究2.1低溫超導(dǎo)階段在梅斯勒發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)體的抗磁性之后(相繼有荷蘭物理學(xué)家埃倫弗斯特根據(jù)有關(guān)的超導(dǎo)體在液氦中比熱不連續(xù)現(xiàn)象(提出熱力學(xué)中二級相變的概念)柯特和卡西米爾提出超導(dǎo)的二流體模型)德國物理學(xué)家F倫敦和H倫敦兄弟提出超導(dǎo)電性的電動(dòng)力學(xué)唯相理論（即倫敦方程）；度海森伯根據(jù)電子間的庫侖相互作用，提出了一種超導(dǎo)微觀理論，波爾提出了另一種微觀理論；前蘇聯(lián)物理學(xué)家阿布里科索夫提出第二類超導(dǎo)體的概念；巴丁/庫伯和施里費(fèi)提出了BCS理論，賈埃弗發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)體中的單電子隧道效應(yīng)；約毖夫森提出了約毖夫森效應(yīng)等等。19341985年，人們對超導(dǎo)體在理論上和實(shí)驗(yàn)上都作了廣泛的研究，使超導(dǎo)物理學(xué)理論逐步發(fā)展，超導(dǎo)材料逐步應(yīng)用于實(shí)際科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。由于人們在一定條件下認(rèn)識水平的局限性以及其它一些原因，直到今天，超導(dǎo)物理學(xué)理論尚不完善，實(shí)際應(yīng)用也不廣泛。在這一階段，人們研究的超導(dǎo)材料臨界轉(zhuǎn)變溫度較低，所以，在超導(dǎo)史上，這一時(shí)期屬于低溫超導(dǎo)階段。2.2高溫超導(dǎo)階段目前，高溫超導(dǎo)材料指的是：釔系(92 K)、鉍系(110 K)、鉈系(125 K)和汞系(135 K)以及2001年1月發(fā)現(xiàn)的新型超導(dǎo)體二硼化鎂(39 K)。其中最有實(shí)用價(jià)值的是鉍系、釔系(YBCO)和二硼化鎂(MgB)。氧化物高溫超導(dǎo)材料是以銅氧化物為組分的具有鈣鈦礦層狀結(jié)構(gòu)的復(fù)雜物質(zhì)，在正常態(tài)它們都是不良導(dǎo)體。同低溫超導(dǎo)體相比，高溫超導(dǎo)材料具有明顯的各向異性，在垂直和平行于銅氧結(jié)構(gòu)層方向上的物理性質(zhì)差別很大。高溫超導(dǎo)體屬于非理想的第II類超導(dǎo)體。且具有比低溫超導(dǎo)體更高的臨界磁場和臨界電流，因此是更接近于實(shí)用的超導(dǎo)材料。特別是在低溫下的性能比傳統(tǒng)超導(dǎo)體高得多。 高溫超導(dǎo)材料已進(jìn)入實(shí)用化的研究開發(fā)階段，氧化物復(fù)合超導(dǎo)材料的耐用(robustness) 和穩(wěn)定性已引起材料科學(xué)家的廣泛重視。 由于高溫超導(dǎo)薄膜材料較早進(jìn)入電子學(xué)器件的應(yīng)用領(lǐng)域，很多學(xué)者做了薄膜材料與環(huán)境相關(guān)的穩(wěn)定性和壽命研究工作。浸泡實(shí)驗(yàn)是一種常用的方法：在不同試劑 (水、酒精和丙酮等)、不同氣氛(干氮、濕氮和流動(dòng)氧等)中做周期循環(huán)和熱時(shí)效疲勞試驗(yàn)。研究表明， 超導(dǎo)電性的退化主要來自于雜相 (第二相) 及時(shí)效過程中的析出相。美國西北大學(xué)的Mirkin建議把在其它材料中應(yīng)用已十分廣泛的分子單層表面化學(xué)改性(又稱“自裝配，Self assembly”) 引入到高溫超導(dǎo)銅氧化合物中來。例如用有機(jī)物對YBCO表面進(jìn)行分子單層表面改性，以此改善薄膜對環(huán)境的敏感性。高溫超導(dǎo)帶材以鉍鍶鈣銅氧(BSCCO/2223)系為第一代帶材，它以優(yōu)良的可加工性而得到了廣泛的開發(fā)，并在超導(dǎo)強(qiáng)電應(yīng)用領(lǐng)域占據(jù)重要位置。但鉍系材料的實(shí)用臨界電流密度較低，并且在77 K的應(yīng)用磁場也很低。相反，YBCO材料在77 K的超導(dǎo)電性遠(yuǎn)優(yōu)于BSCCO材料；然而它的可加工性卻極差，傳統(tǒng)的壓力加工和熱處理工藝難以做出超導(dǎo)性好的帶材。近年來隨著材料科學(xué)工藝技術(shù)的發(fā)展，一種在軋制 (rolling) 金屬基帶上制造YBCO超導(dǎo)帶材的工藝受到極大重視， 并被冠以“下一代”高溫超導(dǎo)帶材或“第二代”帶材。有兩種基本技術(shù)方案：(1) 以美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室 (ORNL) 為代表的一個(gè)方案， 稱作軋制雙取向金屬基帶法 (RABiTS)。會上Specht報(bào)告了基帶的退火織構(gòu)穩(wěn)定性分析，并在1m長的取向金屬基帶上用激光沉積YBCO外延膜。歐洲以德國、丹麥等為代表，努力開展高溫超導(dǎo)材料工藝及應(yīng)用研究。丹麥的NKT已批量制造鉍系超導(dǎo)帶材。長10m、2000 A的超導(dǎo)電力電纜正在研制中，下一步開發(fā)三相、50100 m輸電電纜。西門子公司計(jì)劃到2003年制成20 MVA的超導(dǎo)變壓器。用于電子學(xué)方面探傷的RF-SQUID及衛(wèi)星通訊用高溫超導(dǎo)濾波器也在試制之中。2.3 高溫超導(dǎo)材料的制備工藝為適應(yīng)各種應(yīng)用的要求，高溫超導(dǎo)材料主要有：膜材(薄膜、 厚膜)、塊材、線材和帶材等類型。其制備方法見表1。2.3.1薄膜 表1高溫超導(dǎo)材料主要制備方法及用途 高溫超導(dǎo)體薄膜是構(gòu)成高溫超導(dǎo)電子器件的基礎(chǔ)，制備出優(yōu)質(zhì)的高溫超導(dǎo)薄膜是走向器件應(yīng)用的關(guān)鍵。高溫超導(dǎo)薄膜的制備幾乎都是在單晶襯底(如SrTiO、LaAl O或MgO)上進(jìn)行薄膜的氣相沉積或外延生長的。經(jīng)過十年的研究，高溫超導(dǎo)薄膜的制備技術(shù)已趨于成熟，達(dá)到了實(shí)用化水平(Jc106 Acm,T=77 K)。目前，最常用、最有效的兩種鍍膜技術(shù)是：磁控濺射(MS)和脈沖激光沉積 (PLD)。這兩種方法各有其獨(dú)到之處，磁控濺射法是適合于大面積沉積的最優(yōu)生長法之一。脈沖激光沉積法能簡便地使薄膜的化學(xué)組成與靶的化學(xué)組成達(dá)到一致，并且能控制薄膜的厚度。 2.3.2厚膜高溫超導(dǎo)體厚膜主要用于HTS磁屏蔽、微波諧振器、天線等。它與薄膜的區(qū)別不僅僅是膜的厚度，還有沉積方式上的不同。其主要不同點(diǎn)在以下三個(gè)方面：(1)通常，薄膜的沉積需要使用單晶襯底；(2)沉積出的薄膜相對于襯底的晶向而言具有一定的取向度；(3)一般薄膜的制造需要使用真空技術(shù)。獲得厚膜的方法有很多：如熱解噴涂和電泳沉積等，而最常用的技術(shù)是絲網(wǎng)印刷和刮漿法，這兩種方法在電子工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。2.3.3線材、帶材超導(dǎo)材料在強(qiáng)電上的應(yīng)用，要求高溫超導(dǎo)體必須被加工成包含有超導(dǎo)體和一種普通金屬的復(fù)合多絲線材或帶材。但陶瓷高溫超導(dǎo)體本身是很脆的，因此不能被拉制成細(xì)的線材。在眾多的超導(dǎo)陶瓷線材的制備方法中，鉍系陶瓷粉體銀套管軋制法(Ag PIT)是最成熟并且比較理想的方法。而壓制出鉍系帶材的臨界電流密度比通過滾軋技術(shù)制備出帶材的臨界電流密度要高得多。2.3.4塊材最初的氧化物超導(dǎo)體都是用固相法或化學(xué)法制得粉末，然后用機(jī)械壓塊和燒結(jié)等通常的粉末冶金工藝獲得塊材，制備方法比較簡單。但T達(dá)到了一定的高度，而載流能力J太低，則不能滿足應(yīng)用的要求， 因此必須要提高其臨界電流密度。經(jīng)過多年的研究，采用定向凝固技術(shù)制備出的無大角度晶界的YBaCuO塊材，其J值可達(dá)10Am (77 K)。2.4超導(dǎo)材料在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，電能需求迅速增加，電力系統(tǒng)的規(guī)模也越來越大，形成了聯(lián)合電力系統(tǒng)。目前我國最大的電力系統(tǒng)容量已超過了10000 Mw，最高輸電電壓為500 kV，大發(fā)電設(shè)備容量超過600Mw，發(fā)電量和裝機(jī)容量均已位居世界第二。全國己形成五個(gè)跨省電網(wǎng)，五個(gè)獨(dú)立省網(wǎng)和一個(gè)南方聯(lián)營電網(wǎng)，不久將建成以三峽電網(wǎng)為中心的全國性電力系統(tǒng)。采用聯(lián)合電力系統(tǒng)有很多優(yōu)點(diǎn)，如可以利用各地負(fù)荷的互補(bǔ)性減少系統(tǒng)總的裝機(jī)容量；合理利用資源，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；利于安裝大容量機(jī)組，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；減少備用容量等等。然而并網(wǎng)聯(lián)合經(jīng)營也帶來了一些問題，如電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，運(yùn)行難度增大。2003年8月14日美國東北部地區(qū)的大面積停電，對現(xiàn)代電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行提出了警示，必須采取有效措施保證電網(wǎng)安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。美國能源部認(rèn)為：超導(dǎo)電力技術(shù)是21世紀(jì)電力工業(yè)唯一的高技術(shù)儲備。根據(jù)國際超導(dǎo)科技界和相關(guān)產(chǎn)業(yè)部門的預(yù)測：10年以后，全球超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)將達(dá)到260億美元。因此，超導(dǎo)技術(shù)被認(rèn)為是2l世紀(jì)具有戰(zhàn)略意義的高新技術(shù)。在電力系統(tǒng)中采用超導(dǎo)技術(shù)可提高單機(jī)容量和增加電網(wǎng)的輸送容量、降低傳輸損耗、提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性、改善電能質(zhì)量、降低電網(wǎng)的占地面積和電網(wǎng)的造價(jià)及改造成本，并使超大規(guī)模電網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)成為可能J。不僅如此，通過大容量的超導(dǎo)輸電系統(tǒng)，可將排污的發(fā)電廠建在煤礦和油田附近，或?qū)⒑穗娬窘ㄔ诒容^偏遠(yuǎn)的地區(qū)，從而改善人類生存環(huán)境的質(zhì)量。通過超導(dǎo)儲能，還可大大改善可再生能源的電能質(zhì)量，并使其與大電網(wǎng)有效地聯(lián)結(jié)。因此，加強(qiáng)對超導(dǎo)電纜、超導(dǎo)故障電流限制器、超導(dǎo)儲能器、超導(dǎo)變壓器、超導(dǎo)發(fā)電機(jī)和超導(dǎo)電動(dòng)機(jī)等超導(dǎo)技術(shù)的研究，將會極大地推動(dòng)電力科技的發(fā)展，將電力科技的發(fā)展帶入一個(gè)嶄新的階段。目前，超導(dǎo)電纜、超導(dǎo)故障電流限制器、超導(dǎo)儲能器和超導(dǎo)變壓器已發(fā)展或接近到工程實(shí)用階段，超導(dǎo)發(fā)電機(jī)和超導(dǎo)電動(dòng)機(jī)的研制也取得了重大進(jìn)展。2.4.1超導(dǎo)輸電電纜我國電力資源和負(fù)荷分布不均，因此長距離、低損耗的輸電技術(shù)顯得十分迫切。超導(dǎo)材料由于其零電阻特性以及比常規(guī)導(dǎo)體高得多的載流能力，可以輸送極大的電流和功率而沒有電功率損耗。超導(dǎo)輸電可以達(dá)到單回路輸送GVA級巨大容量的電力，在短距離、大容量、重負(fù)載的傳輸時(shí)，超導(dǎo)輸電具有更大的優(yōu)勢。低溫超導(dǎo)材料應(yīng)用時(shí)需要液氮作為冷卻劑，液氦的價(jià)格很高，這就使低溫超導(dǎo)電纜喪失了工業(yè)化應(yīng)用的可行性。若使用高溫超導(dǎo)材料作為導(dǎo)電線芯制造成超導(dǎo)電纜，就可以在液氮的冷卻下無電阻地傳送電能。高溫超導(dǎo)電纜的出現(xiàn)使超導(dǎo)技術(shù)在電力電纜方面的工業(yè)應(yīng)用成為可能。目前，市場上可以得到并可用來制造高溫超導(dǎo)電纜的材料主要是銀包套鉍系多芯高溫超導(dǎo)帶材，其臨界工程電流密度大于10 kA/cm高溫超導(dǎo)電纜以其尺寸較小、損耗低、傳輸容量大的優(yōu)勢，可用于地下電纜工程改造。以高溫超導(dǎo)電纜取代現(xiàn)有的常導(dǎo)電纜，可增加傳輸容量。高溫超導(dǎo)電纜另一重要應(yīng)用場合是可在比常導(dǎo)電纜較低的運(yùn)行電壓下將巨大的電能傳輸進(jìn)入城市負(fù)荷中心。由于交流損耗的緣故，利用高溫超導(dǎo)材料制備直流電纜比制備交流電纜更具優(yōu)勢。利用超導(dǎo)技術(shù)，通過設(shè)計(jì)實(shí)用的直流傳輸電纜和有效的匹配系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能低壓大容量直流電力傳輸系統(tǒng)。2.4.2超導(dǎo)變壓器超導(dǎo)變壓器一般都采用與常規(guī)變壓器樣的鐵芯結(jié)構(gòu)，僅高、低壓繞組采用超導(dǎo)繞組。超導(dǎo)繞組置于非金屬低溫容器中，以減少渦流損耗。變壓器鐵芯一般仍處在室溫條件下，超導(dǎo)變壓器具有損耗低、體積小、效率高(可達(dá)99以上)、極限單機(jī)容量大、長時(shí)過載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)由于采用高阻值的基底材料，因此具有一定的限制故障電流作用。一般而言，超導(dǎo)變壓器的重量(鐵芯和導(dǎo)線)僅為常規(guī)變壓器的40甚至更小，特別是當(dāng)變壓器的容量超過300 MVA時(shí)，這種優(yōu)越性將更為明顯。早在20世紀(jì)60年代，就有人對超導(dǎo)變壓器進(jìn)行了研究。但是，由于交流損耗過大雨被認(rèn)為是不經(jīng)濟(jì)的。隨著極細(xì)絲超導(dǎo)復(fù)合導(dǎo)體的出現(xiàn)，超導(dǎo)變壓器才成為有吸引力的應(yīng)用項(xiàng)目。高溫超導(dǎo)材料的出現(xiàn)，更是降低了超導(dǎo)變壓器的技術(shù)難度，由于超導(dǎo)受到的磁場強(qiáng)度只有0305 T，因此在變壓器中采用高溫超導(dǎo)材料是合適的；同時(shí)在液氮下的絕緣強(qiáng)度比液氦下的高，所以，將會使變壓器絕緣更簡化。三 結(jié)論與展望前一段時(shí)間之所以會掀起世界性的超導(dǎo)熱，是因?yàn)槌瑢?dǎo)的三大特點(diǎn)：零電阻、完全的抗磁性和隧道效應(yīng)。這些特性帶來很大的實(shí)用價(jià)值例如超導(dǎo)的零電阻能使人們實(shí)現(xiàn)電力的無損輸送等+如何使超導(dǎo)體的這三大特性實(shí)用化以及實(shí)用化后將會出現(xiàn)的問題都是目前超導(dǎo)科學(xué)工作者們所面臨的難題3.1超導(dǎo)材料的可能應(yīng)用關(guān)于超導(dǎo)材料的應(yīng)用，人們首先想到的是利用超導(dǎo)體的第一個(gè)特性無電阻電流，假如能建立起一個(gè)全國性的電力網(wǎng)，由于無電阻，電力網(wǎng)中就無損耗，那么將節(jié)省10%20%因輸送而造成的電力損耗；用超導(dǎo)體制成的集成電路，將大幅度提高集成電路的性能；不發(fā)熱，可以大大地縮小計(jì)算機(jī)的體積并大大加快運(yùn)算速度。到目前為止，日本在超導(dǎo)材料的應(yīng)用開發(fā)方面在世界上居領(lǐng)先地位，他們正在研制開發(fā)超導(dǎo)三極管、超導(dǎo)集成電路等。 利用超導(dǎo)的第二個(gè)性質(zhì)，可以形成高磁場，高磁場在新興的科技領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用，如日本正計(jì)劃建設(shè)磁浮列車以及用超導(dǎo)電磁來推動(dòng)輪船等。另一個(gè)用途是儲能，美國計(jì)劃一項(xiàng)代號為SMES的儲能工程，這一工程研究了能在10s內(nèi)釋放40100MW的能量；儲能的另一個(gè)用途是均衡電力網(wǎng)，因?yàn)槿找归g的電力需求不一。夜間，人們用電較少，則可以存儲起來，在白天需要時(shí)釋放出來。超導(dǎo)材料還可用于醫(yī)學(xué)、生物學(xué)及測量系統(tǒng)等等，由于真正理想的超導(dǎo)體尚未問世，人們對超導(dǎo)材料在科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用只能作一些設(shè)想和簡單的試驗(yàn)，一旦理想的超導(dǎo)材料問世，它的實(shí)際應(yīng)用遠(yuǎn)非今天所能設(shè)想的，它必將改變?nèi)祟惪茖W(xué)以致改變整個(gè)世界。3.2超導(dǎo)研究所遇到的困難超導(dǎo)材料有著廣闊的應(yīng)用前景，但要用超導(dǎo)材料來改進(jìn)現(xiàn)有的科技工程又決非易事。目前，科學(xué)家和工程師們所遇到的困難是如何使超導(dǎo)材料實(shí)用化，即提高臨界轉(zhuǎn)變溫度、臨界電流密度和改良其加工性能，制造出理想的超導(dǎo)材料。3.3中國超導(dǎo)材料的發(fā)展我國電力、通信、國防、醫(yī)療等方面的發(fā)展急需利用超導(dǎo)技術(shù)解決現(xiàn)有的關(guān)鍵技術(shù)問題。在電力工業(yè)方面，電能需求量日益增長，對供電質(zhì)量和可靠性的要求越來越高，常規(guī)電力技術(shù)已越來越不能滿足電力工業(yè)發(fā)展的需求。超導(dǎo)電力技術(shù)(如超導(dǎo)儲能、電纜、限流器、電機(jī)等)可以克服常規(guī)電力技術(shù)的缺陷，它的應(yīng)用將帶來電力工業(yè)的重大變革。在國防工業(yè)方面，由于超導(dǎo)技術(shù)不可代替的特殊性和優(yōu)越性，將在掃雷艇、超導(dǎo)電機(jī)、電磁武器、傳感器、艦船用防彈及導(dǎo)航用高精度超導(dǎo)陀螺儀等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。七五”以來，在國家“863”專項(xiàng)計(jì)劃和國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究計(jì)劃的支持下，我國超導(dǎo)企業(yè)堅(jiān)持自主創(chuàng)新，在超導(dǎo)理論、材料及應(yīng)用等方面取得了長足的進(jìn)步，申請了數(shù)百項(xiàng)專利，同時(shí)在超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)化與技術(shù)應(yīng)用方面也實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展。自2000年以來，國內(nèi)企業(yè)資本積極參與超導(dǎo)技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，西部超導(dǎo)材料科技有限公司、北京中數(shù)威利超導(dǎo)技術(shù)有限公司、北京云電英納超導(dǎo)電纜有限公司和天津海泰超導(dǎo)公司相繼成立。中國科學(xué)院電工研究所與5家電力設(shè)備制造企業(yè)和應(yīng)用單位就超導(dǎo)限流器、電纜和變壓器等簽訂了技術(shù)開發(fā)合同，共同推進(jìn)超導(dǎo)電力技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。到2020年，超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)對我國GDP的貢獻(xiàn)將達(dá)到200億美元，超導(dǎo)材料將在電力、醫(yī)療、交通、通訊和國防等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。我國將形成較大規(guī)模并有較強(qiáng)國際競爭力的超導(dǎo)材料產(chǎn)業(yè)，占據(jù)國際超導(dǎo)市場的20以上，材料制備達(dá)到國際先進(jìn)水平。在這期間，我國低溫超導(dǎo)材料的產(chǎn)業(yè)化將在國際熱核聚變計(jì)劃實(shí)施和磁共振成像技術(shù)應(yīng)用的牽引下得到快速發(fā)展。高溫超導(dǎo)材料將逐漸成為實(shí)用超導(dǎo)材