é  引    言  ?

      超導(dǎo)材料是人們產(chǎn)生強(qiáng)磁場的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料，在數(shù)特斯拉乃至數(shù)十特斯拉等級的強(qiáng)磁場應(yīng)用領(lǐng)域，往往都需要超導(dǎo)導(dǎo)線來繞著磁體。高溫超導(dǎo)材料更是有望規(guī)?；瘧?yīng)用到能源、交通、大科學(xué)儀器等眾多領(lǐng)域。

      科研用高強(qiáng)超導(dǎo)磁體主要包括大口徑高場超導(dǎo)導(dǎo)體與磁體、內(nèi)插高溫超導(dǎo)磁體、CICC導(dǎo)體等，可應(yīng)用于大科學(xué)工程、生物醫(yī)學(xué)工程、高精度科學(xué)儀器等領(lǐng)域。REBCO帶材在高場下具有更高的電流傳輸能力和更優(yōu)異的機(jī)械性能，更適宜做高場磁體（≥25T），有望推動整個科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展。

      粒子加速器及重離子癌癥治療系統(tǒng)的核心部件是磁體，在磁場中將粒子加速碰撞或釋放高能射線，從而達(dá)到科研、治療的目的。REBCO高溫超導(dǎo)磁體具有體積小、重量輕、無需液氦制冷等突出優(yōu)勢，是下一代加速器裝置的首選。

      超導(dǎo)風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要利用高溫超導(dǎo)帶材的零電阻特性，使用高溫超導(dǎo)線圈替代銅線圈， 具有體積小、重量輕、整機(jī)成本低等優(yōu)勢，適合于海上風(fēng)機(jī)和漂浮式風(fēng)機(jī)。超導(dǎo)風(fēng)力發(fā)電機(jī)是最有潛力、最理想的能源轉(zhuǎn)換裝置之一，將進(jìn)一步推進(jìn)風(fēng)電行業(yè)發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和提供有力保障。

      傳統(tǒng)熱處理存在加熱均勻性差、加熱溫度可控性差、能量利用率低等痛點(diǎn)。超導(dǎo)直流感應(yīng)加熱技術(shù)是基于超導(dǎo)材料零電阻和高載流特性，利用高溫超導(dǎo)磁體產(chǎn)生背景磁場，在加熱區(qū)域建立直流氣隙磁場，坯料旋轉(zhuǎn)切割磁力線產(chǎn)生渦流被加熱，以實(shí)現(xiàn)高穿透性、高能效性、高均勻性、高梯度性的全新高品質(zhì)加熱，為金屬熱加工行業(yè)提供了一種創(chuàng)新的解決方案。

      自2013年美國Elon Musk公布了關(guān)于Hyperloop真空管道列車的方案后，“高速交通”這一概念受到越來越多的關(guān)注。2014年，日本東京至大阪的低溫超導(dǎo)高速磁浮應(yīng)用線路已經(jīng)開工建設(shè)，在試驗(yàn)軌道上以時速603公里創(chuàng)下世界紀(jì)錄。目前，德國、巴西、我國等都在進(jìn)行高溫超導(dǎo)磁懸浮環(huán)形線的研究。高溫超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)采用高溫超導(dǎo)帶材線圈作為其定子或動子，大氣隙工作條件下仍能保證較高的功率因數(shù)，可顯著提升牽引力、載重、速度，同時減重減體積、大幅節(jié)能，并降低制冷成本，能耗更低。隨著未來城市的快速發(fā)展，超導(dǎo)磁懸浮這種快速、安全、清潔的交通方式，將為落實(shí)“交通強(qiáng)國”戰(zhàn)略提供技術(shù)支撐。

é  應(yīng)用案例  ?

| 兆瓦級超導(dǎo)感應(yīng)加熱器——江西聯(lián)創(chuàng)光電超導(dǎo)應(yīng)用有限公司

江西聯(lián)創(chuàng)光電成功研制世界首臺兆瓦級高溫超導(dǎo)感應(yīng)加熱裝置、并于2023年4月20日在黑龍江中鋁集團(tuán)東北輕合金公司成功投運(yùn)。該產(chǎn)品為高效節(jié)能的感應(yīng)加熱爐，可廣泛應(yīng)用與多種金屬加工和熱處理領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)近50%的節(jié)能效果和超均勻的加熱效果。

上海超導(dǎo)與江西聯(lián)創(chuàng)光電長期合作，作為核心材料供應(yīng)商，為其提供了從原理樣機(jī)研制階段到工業(yè)產(chǎn)品定型階段全部高溫超導(dǎo)帶材，單臺設(shè)備需要10余公里4.8mm寬高性能超導(dǎo)材料，用于感應(yīng)加熱器核心磁體繞制。目前上海超導(dǎo)已完成供應(yīng)百公里級別的高溫超導(dǎo)帶材，根據(jù)雙方戰(zhàn)略合作協(xié)議，后續(xù)將持續(xù)批量供應(yīng)高性能超導(dǎo)帶材。

| 國內(nèi)首套高溫超導(dǎo)電動懸浮列車——中車集團(tuán)

中車長客自主研制的國內(nèi)首套高溫超導(dǎo)電動懸浮全要素試驗(yàn)系統(tǒng)于2023年3月在長春完成首次懸浮運(yùn)行，對高溫超導(dǎo)磁體、直線同步牽引等超導(dǎo)電動懸浮交通系統(tǒng)的關(guān)鍵核心技術(shù)進(jìn)行了充分驗(yàn)證，標(biāo)志著我國在高溫超導(dǎo)電動懸浮領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重要技術(shù)突破。

上海超導(dǎo)與中車長客深度合作，作為核心材料供應(yīng)商為該項(xiàng)目提供了全部高性能高溫超導(dǎo)材料，并在多年的聯(lián)合攻關(guān)團(tuán)隊(duì)中，深度參與了車載高溫超導(dǎo)磁體等多個關(guān)鍵部件的開發(fā)。后續(xù)上海超導(dǎo)將跟隨由中車牽頭的聯(lián)合團(tuán)隊(duì)，在更大尺寸、更高速度的超導(dǎo)電動磁浮樣車研制工作中做出貢獻(xiàn)。

| 24.1T全REBCO高溫超導(dǎo)磁體——中科院等離子體所

中科院等離子體所團(tuán)隊(duì)于2022年10月成功將自主研制的全REBCO高溫超導(dǎo)磁體勵磁至24.1T，這是國內(nèi)首個20T以上全REBCO密繞型超導(dǎo)磁體。該磁體在液氦浸泡條件下，成功升流至300A，中心場強(qiáng)穩(wěn)定保持在24.1T。

該磁體使用的REBCO超導(dǎo)帶材全部由上海超導(dǎo)公司提供，證明了國產(chǎn)REBCO帶材在低溫高磁場下的優(yōu)異性能。本磁體的研制對于推動國內(nèi)超導(dǎo)材料和超導(dǎo)磁體裝備的發(fā)展具有重要意義，為后續(xù)研制35T以上高場科學(xué)裝置奠定了重要基礎(chǔ)。

| MRI超導(dǎo)磁體——英國劍橋大學(xué)

英國劍橋大學(xué)在2021年成功研制了一款小型MRI設(shè)備，該設(shè)備設(shè)計(jì)專用于頭顱MRI成像，以快速判斷中風(fēng)等病癥。該設(shè)備內(nèi)部的磁體全部采用上海超導(dǎo)生產(chǎn)的第二代高溫超導(dǎo)帶材，在工作溫度20K下可產(chǎn)生1T的磁場強(qiáng)度，設(shè)備體積較小、重量輕，可快速移至病床邊提供檢測服務(wù)，具有高效性、便攜性等顯著優(yōu)勢。

上海超導(dǎo)與英國劍橋大學(xué)深度合作，為其提供了該小型MRI設(shè)備的全部高溫超導(dǎo)帶材，用于MRI磁體的繞制。