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一,室温超导材料有望开启一个全新的时代
7 月 22 日,一篇名为“The First Room-Temperature Ambient-Pressure Superconductor”(第一个室温常压超导体)的论文出现在了预印本网站 arXiv 上,立即引发了热议。
这篇论文的研究团队全部来自韩国,其中 Young-Wan Kwon 是高丽大学教授,主要研究领域包括凝聚态物理、先进材料等。第一作者 Sukbae Lee,是量子能源研究中心(Quantum Energy Research Center)的 CEO 兼研究员,长期从事高温超导领域的研究,Ji-Hoon Kim 是量子能源研究中心的研究员,也是本次超导样品合成工作的完成人。
今年 3 月,美国罗切斯特大学的物理学家迪亚斯(Ranga Dias)声称自己合成的一种含镥化合物在 1Gpa 的压力下实现了室温超导,但该实验结果未能得到其他研究团队的复现,南京大学闻海虎团队更是通过详实的数据,在 Nature杂志上发文否定了这一结果。但看起来,似乎韩国团队的实验结果比迪亚斯的发现更加可靠。
他们提供了一段视频,展示了 LK-99 的迈斯纳效应。视频中一块材料被放在磁铁上后,保持悬浮状态。这是物体转变为超导体的特征之一,即迈斯纳效应。这些都是迪亚斯研究中所没有的。目前来看,韩国研究团队这一突破性进展还有待同行进行检验,方知真假。
如果实验结果得到验证,那这将是超导领域的重大突破,在磁悬浮、核聚变、量子计算机等多个领域,室温超导材料的应用将诱发革命性的创新,有望开启一个全新的时代。
二,关于超导材料
超导,全称超导电性,是二十世纪最重要的科学发现之一,指的是当某些材料在温度降低到某一临界温度(Tc)时电阻突然消失电流可以在其间无损耗流动的现象,具备这种特性的材料则被称为超导材料或超导体。
根据超导材料的临界温度,可将超导材料分为低温超导材料和高温超导材料,一般将Tc<25K的超导材料称为低温超导材料,Tc≥25K的超导材料称为高温超导材料。
(1)低温超导材料:
目前,国内低温超导材料及应用占超导市场总量的90%以上,已实现商业化的低温超导材料主要为铌基超导线材(NbTi和Nb3Sn)。
从全球低温超导产业发展格局来看,部分公司专注于低温超导产业链中的某一环节,其余公司横跨多个环节。
涉及的产业链企业包括:西部超导、宁波健信、潍坊新力等。
(2)高温超导材料:
高温超导材料仍处于产业化初期,具备实用价值的高温超导材料主要包括铋系(BSCCO)、钇系(YBCO)、二硼化镁(MgB2)超导材料及铁基超导材料等。
相关受益公司包括:西部超导、英纳超导、汉缆股份、永鼎股份等。
三,超导概念股:
1,西部超导:公司覆盖超导生产全流程,构筑核心竞争力。
在低温超导材料方面,公司NbTi和Nb3Sn超导线材已满足国内外科研院所特殊科研磁体的技术要求;9.4T高场强磁体用NbTi超导线材已获得客户认可,并批量供应;公司作为全球唯一的NbTi锭棒、超导线材、超导磁体的全流程生产企业,不仅可以保证公司低温超导产品原材料稳定、充足的供应,还在低温超导产品质量控制、交货期管控等方面具有天然优势,充分提升了公司的核心竞争力。
在高温超导材料方面,公司侧重Bi-2223和MgB2的研发和产业化,目前已掌握上述材料核心制备技术,未来将突破并引领其在智能电网中输电电缆、无液氦磁体装备等领域的运用。公司自主开发出以粉末装管法、高强度低损耗结构设计为核心的全套制备技术,制备出高性能Bi系线材;发明了分步法合成元素掺杂粉末、芯部增强导体结构,制备出千米级MgB2带材,参与研制出国际首台0.6T MgB2核磁共振成像仪。
2,联创光电:首创全球首台兆瓦级高温超导感应加热装置,节能提效性能优越。
公司的超导业务由参股公司江西联创光电超导应用有限公司主要运营,联创超导专注于大容量高温超导强磁场低频感应加热设备、基于高温超导磁体系统的高端电工装备等研发、设计及生产制造。
兆瓦级高温超导磁体感应加热装置是利用超导体(YBCO)在高温下(液氮温区,相对于更低温的低温超导而言)可实现稳定的零电阻超导态产生强磁场的特性,制备用于大型铝型材、钛合金等非磁性有色金属型材加热的高端装备。
3,东方钽业:全球极少数能够生产超导铌材和铌钛材的公司之一以及唯一兼具材料生产和超导腔制造能力的公司。
东方超导为射频超导腔业务主体,于2011年由东方钽业与北京大学合资成立,通过产学研相结合的方式,将北京大学在超导腔领域已进行了数十年的研究成果实现产业化。北京大学目前持有东方超导22.88%的股份,东方钽业持有东方超导68.64%的股份。
东方超导在东方钽业高纯铌材生产加工基础上,根据现有技术基础和研发成果,完善了包括超导腔高纯铌板材料的制备与检验、超导腔半腔冲压与精加工、电子束焊接、超导腔射频频率与场平坦化调整、超导腔后处理工艺、超导腔性能测试等在内的高加速梯度要求的生产流程。
目前东方超导已形成一套完整的射频超导腔的生产线,是国内唯一具有超导腔生产及后续处理产业链的公司。
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