超導改變生活,媒體爭相報道:工博會“超導熱”,再不來你就out啦

2015-11-20

第17屆中國國際博覽會于11月3日在國家會展中心(上海)正式拉開帷幕此次工博會展示了中國在新能源、新材料、先進制造等領域的眾多頂尖的科技成果。作為此次工博會高溫超導行業的代表性企業,上海超導科技股份有限公司展臺前總是人頭攢動,一系列超導前沿產品引發的“超導熱”也由各大媒體的報道將館內的精彩傳遞給了更多的人。

地上跑的比天上飛的快:超導磁懸浮

一走進6.2H會場的超導前沿館,觀眾就會被位于“超導磁懸浮”展臺冒著白氣的,猶如騰云駕霧般在一只半米直徑的透明圓盤漂浮著做圓周“奔跑”的“小飛碟”吸引。

小飛碟之所以能快速移動,是因為其中內置了一片二代高溫超導帶YBCO超導帶材。帶材中超導層的厚度只有頭發絲的千分之一至百分之一。只需要用比農夫山泉還便宜的液氮冷卻超導帶材就可以讓帶材處于超導態,然后處于超導態的超導帶材就會讓模型在永磁體鋪成的“軌道”上.產生神奇的懸浮現象。

目前,日本東海旅客鐵路株式會社研發的超導磁懸浮列車,測試時速已經達到603公里/小時,為世界高鐵之最,從東京到名古屋的超導磁懸浮鐵路已于2014年正式動工興建。更稱奇的是,在低壓管道中,超導磁懸浮列車可實現1500公里/小時的時速,理論時速可高達到1500公里/小時。

那么這個時候問題就來了,超導磁懸浮列車為何能實現“飛一般”的速度?這么快安全嗎?

超導磁懸浮列車利用超導材料的完全抗磁性(“邁斯納效應”)與地面磁體產生相互排斥實現列車的懸浮,然后利用高溫超導材料量子鎖定的特性,將列車鎖定在軌道之內。如此,加速完成之后列車前行基本無需動力,在真空下更可做到完全無動力行駛。


相比起傳統的電磁懸浮,超導磁懸浮技術可以在不需要通電的情況下實現更高的懸浮距離,從而更加安全、速度更快、并且能耗更低。該技術也是未來高速鐵路發展最有前景的方向。


超導帶材:

緊貼市場需求,打破國外壟斷,引領國際一流

要想打造超導磁懸浮列車,最核心的元件就是高性能高溫超導材料。經過數年研發,上海超導于2014年成為了國內唯一一家實現二代高溫超導帶材(YBCO)批量化生產與銷售的企業,擁有完全自主知識產權,一舉打破美國、日本在該領域的壟斷地位。

第三方評估數據顯示,此次上海超導在工博會上展出的二代高溫超導帶材,磁場下性能比目前國際上最好的產品高出25%,同時價格降低了30%。此外,上海超導還自主研發了具有全球領先性能的“超低阻帶材接頭技術”,實現了2.3納歐的全球最低工業接頭電阻,加速了二代高溫超導帶材的大規模應用與產業化。

可以說,上海超導開發的第二代高溫超導帶材是為數不多的中國自主開發“領先世界”的科技產品之一。

除了“未來列車”,超導帶材還能用在哪些領域?

電網改造可為一例。目前以銅為主的高壓電纜線不但尺寸大,而且損耗高。如果采用超導電纜,高溫超導材料的零電阻特性可使輸電損耗大幅降低,并將電纜的載流量提升數倍,同時還可實現電纜線從架在天上到埋入地下,還城市一個藍色天空。超導電網的改造在美國已經開始。

 

鋁擠壓行業是高能耗產業,傳統感應加熱器采用銅線圈通工頻或中頻交流電,在線圈內部的鋁錠中產生交變磁場并感受渦流,從而加熱鋁錠,此種設備加熱效率僅為40%左右,透熱深度淺。應用超導感應加熱技術,則可以利用無阻的超導線圈高效產生穩定的直流磁場,將加熱能效提高到85%以上,同時還可大幅提高透熱深度,顯著提升金屬加工件的質量。

 

今年,上海超導與中科院合作,成功研制出了國內第一臺“超導感應加熱設備”,獲得了超導感應加熱領域全世界唯一有權的發明專利。目前,已經與多家鋁加工企業達成合作意向。

 

除了電力(超導電纜、超導限流器)、交通(超導磁懸?。┑忍峒皯?,上海超導自主研發第二代高溫超導帶材還可應用于能源(超導電機等)、醫療(磁共振成像等)、軍工(超導電磁彈射)等領域,為構建“綠色中國”貢獻原創力量。


超導產線:

全球唯一,推動中國高端制造業發展

上海超導于2014年自主設計、制造了全球唯一一條可對外銷售的“千米級”二代高溫超導(YBCO)帶材生產線,顯著提高了二代高溫超導帶材的性能與經濟性。該產線具有高度智能化、高度集成化、生產與測試一體化等特點,能穩定地量產出數百公里的超導帶材。


目前,國內已有多家大型企業與地方開發區表示出了對上海超導“二代高溫超導(YBCO)帶材生產線”的興趣及引進意向。

我們需要多少超導產線和超導帶材?

近段時間媒體熱議的中國將在2020年至2025年間開始建造世界上最大的強子對撞機的消息就與超導息息相關。強子對撞機原理即利用超導磁體產生的高能粒子束,形成碰撞,獲得關于物質本源的信息,其終極目標是探索宇宙起源。此項工程投入將高達數百億元,而上海超導將成為其中的高溫超導帶材提供商。