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超导改变生活,媒体争相报道:工博会“超导热”,再不来你就out啦

2015-11-20 浏览数:314次

第17届中国国际博览会于11月3日在国家会展中心(上海)正式拉开帷幕此次工博会展示了中国在新能源、新材料、先进制造等领域的众多顶尖的科技成果。作为此次工博会高温超导行业的代表性企业,上海超导科技股份有限公司展台前总是人头攒动,一系列超导前沿产品引发的“超导热”也由各大媒体的报道将馆内的精彩传递给了更多的人。

地上跑的比天上飞的快:超导磁悬浮

一走进6.2H会场的超导前沿馆,观众就会被位于“超导磁悬浮”展台冒着白气的,犹如腾云驾雾般在一只半米直径的透明圆盘漂浮着做圆周“奔跑”的“小飞碟”吸引。

小飞碟之所以能快速移动,是因为其中内置了一片二代高温超导带YBCO超导带材。带材中超导层的厚度只有头发丝的千分之一至百分之一。只需要用比农夫山泉还便宜的液氮冷却超导带材就可以让带材处于超导态,然后处于超导态的超导带材就会让模型在永磁体铺成的“轨道”上.产生神奇的悬浮现象。

目前,日本东海旅客铁路株式会社研发的超导磁悬浮列车,测试时速已经达到603公里/小时,为世界高铁之最,从东京到名古屋的超导磁悬浮铁路已于2014年正式动工兴建。更称奇的是,在低压管道中,超导磁悬浮列车可实现1500公里/小时的时速,理论时速可高达到1500公里/小时。

那么这个时候问题就来了,超导磁悬浮列车为何能实现“飞一般”的速度?这么快安全吗?

超导磁悬浮列车利用超导材料的完全抗磁性(“迈斯纳效应”)与地面磁体产生相互排斥实现列车的悬浮,然后利用高温超导材料量子锁定的特性,将列车锁定在轨道之内。如此,加速完成之后列车前行基本无需动力,在真空下更可做到完全无动力行驶。


相比起传统的电磁悬浮,超导磁悬浮技术可以在不需要通电的情况下实现更高的悬浮距离,从而更加安全、速度更快、并且能耗更低。该技术也是未来高速铁路发展最有前景的方向。


超导带材:

紧贴市场需求,打破国外垄断,引领国际一流

要想打造超导磁悬浮列车,最核心的元件就是高性能高温超导材料。经过数年研发,上海超导于2014年成为了国内唯一一家实现二代高温超导带材(YBCO)批量化生产与销售的企业,拥有完全自主知识产权,一举打破美国、日本在该领域的垄断地位。

第三方评估数据显示,此次上海超导在工博会上展出的二代高温超导带材,磁场下性能比目前国际上最好的产品高出25%,同时价格降低了30%。此外,上海超导还自主研发了具有全球领先性能的“超低阻带材接头技术”,实现了2.3纳欧的全球最低工业接头电阻,加速了二代高温超导带材的大规模应用与产业化。

可以说,上海超导开发的第二代高温超导带材是为数不多的中国自主开发“领先世界”的科技产品之一。

除了“未来列车”,超导带材还能用在哪些领域?

电网改造可为一例。目前以铜为主的高压电缆线不但尺寸大,而且损耗高。如果采用超导电缆,高温超导材料的零电阻特性可使输电损耗大幅降低,并将电缆的载流量提升数倍,同时还可实现电缆线从架在天上到埋入地下,还城市一个蓝色天空。超导电网的改造在美国已经开始。

 

铝挤压行业是高能耗产业,传统感应加热器采用铜线圈通工频或中频交流电,在线圈内部的铝锭中产生交变磁场并感受涡流,从而加热铝锭,此种设备加热效率仅为40%左右,透热深度浅。应用超导感应加热技术,则可以利用无阻的超导线圈高效产生稳定的直流磁场,将加热能效提高到85%以上,同时还可大幅提高透热深度,显著提升金属加工件的质量。

 

今年,上海超导与中科院合作,成功研制出了国内第一台“超导感应加热设备”,获得了超导感应加热领域全世界唯一有权的发明专利。目前,已经与多家铝加工企业达成合作意向。

 

除了电力(超导电缆、超导限流器)、交通(超导磁悬浮)等提及应用,上海超导自主研发第二代高温超导带材还可应用于能源(超导电机等)、医疗(磁共振成像等)、军工(超导电磁弹射)等领域,为构建“绿色中国”贡献原创力量。


超导产线:

全球唯一,推动中国高端制造业发展

上海超导于2014年自主设计、制造了全球唯一一条可对外销售的“千米级”二代高温超导(YBCO)带材生产线,显著提高了二代高温超导带材的性能与经济性。该产线具有高度智能化、高度集成化、生产与测试一体化等特点,能稳定地量产出数百公里的超导带材。


目前,国内已有多家大型企业与地方开发区表示出了对上海超导“二代高温超导(YBCO)带材生产线”的兴趣及引进意向。

我们需要多少超导产线和超导带材?

近段时间媒体热议的中国将在2020年至2025年间开始建造世界上最大的强子对撞机的消息就与超导息息相关。强子对撞机原理即利用超导磁体产生的高能粒子束,形成碰撞,获得关于物质本源的信息,其终极目标是探索宇宙起源。此项工程投入将高达数百亿元,而上海超导将成为其中的高温超导带材提供商。

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