中國成功研製世界首根百米級鐵基超導長線

中科院電工研究所7日宣佈，該所研究員馬衍偉團隊成功研製國際首根100米量級鐵基超導長線。這是鐵基超導材料從實驗室研究走向產業化的新的里程碑。

目前，世界上美、日、歐等國家的鐵基超導線製備還處於米級水平。如何突破百米級高性能鐵基超導長線製備技術是其規模應用的關鍵，也是當前的重大技術難點。

2014年製備的高性能122型鐵基超導長線（資料圖）

馬衍偉團隊於2008年在國際上研製出首根鐵基超導線材，隨後在鐵基超導材料的成相物理化學、元素摻雜、線帶材成材、熱處理工藝、微觀結構等方面深入研究，掌握了採用成本較低的粉末裝管法制備高性能鐵基超導線帶材的一整套關鍵技術，並在鐵基超導線帶材的載流性能方面一直保持國際領先水平。2010年，他們首創鐵基超導前驅粉先位燒結工藝，為線材載流性能顯著提升奠定了基礎；2013年，成功製備國際首根高性能鐵基超導多芯線；2014年，率先製備出國際首根10米量級高性能鐵基超導長線，走出了線材規模化製備的第一步。

在此基礎上，該團隊進一步深入探索鐵基超導線材規模化製備工藝，通過對超導長線的結構設計研究和加工技術的試驗優化，成功解決了鐵基超導線規模化製備中的均勻性、穩定性和重複性等技術難點，最終制備出了長度達到115米的鐵基超導長線。經測試，其載流性能表現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安培每平方釐米。專家指出，這一重大突破錶明我國已率先掌握了具有自主知識產權的鐵基超導長線製備技術，奠定了鐵基超導材料在工業、醫學、國防等諸多領域的應用基礎。

鐵基超導體是繼發現於1986年的銅氧化物超導體之後的第二個高温超導體系，在高場領域具有獨特的應用優勢，是目前凝聚態物理領域的研究熱點。鐵基超導材料在工業、醫學、國防等諸多領域具有廣闊的應用前景，被《科學》認為是目前最具有發展前景的新型高温超導體之一。

鐵基高温超導研究有多重要？2014年1月10日，在人民大會堂舉行的國家科學技術大會上，由趙忠賢(中國科學院物理研究所)，陳仙輝(中國科學技術大學)，王楠林(中國科學院物理研究所)，聞海虎(中國科學院物理研究所)，方忠(中國科學院物理研究所)完成的“40K以上鐵基高温超導體的發現及若干基本物理性質的研究”獲得2013年度國家自然科學一等獎，而該獎項已空缺三年。

此前接受媒體採訪時，馬衍偉多次提及鐵基超導材料的實用化研究在國際上炙手可熱，處於你追我趕的態勢，研究成果隨時可能被超越。雖然目前團隊的研究成果處於世界領先的地位，但競爭對手虎視眈眈，如果不抓緊下一步的研發，遲早將會落後於人。

超導應用產品有超導電纜、超導限流器、超導濾波器、超導儲能、風力超導發電機和超導變壓器等，具有廣闊的市場空間。幾年前，就有券商發表研究報告指出，超導市場的潛在規模達到2000億元，其中核心的超導材料佔比30%-40%，約800億元左右。 目前國內超導材料主要是依賴於美國和日本進口，價格昂貴，佔超導應用產品50%左右的成本。

從整個產業鏈價值來看，超導材料佔超導設備40%-50%的成本，超導行業要發展壯大，超導材料必須要實現國產化。