超导行业深度解析

超导-行业深度解析

超导材料是一种新型材料，在一定低温条件下,能排斥磁力线且呈现出电阻为零的特性。目前，已发现有46种元素和几千种合金和化合物可以成为超导材料。据我们统计，具有超导电性的元素在元素周期表中主要分为两类：一类是在常压下具有超导电性的元素，目前发现的共有32种(青色);第二类是在高压或制成薄膜状时具有超导电性的元素，目前发现的共有14种(绿色)，而具有超导电性的合金、化合物，根据不同的化合物组成数目成千上万种。目录1超导行业定义与分类1.1(一)超导行业定义1.2(二)超导行业主要产品分类2超导行业发展环境分析3超导行业发展状况分析4国际超导行业领先企业5中国超导行业领先企业超导行业定义与分类(一)超导行业定义超导材料是一种新型材料，在一定低温条件下,能排斥磁力线且呈现出电阻为零的特性。目前，已发现有46种元素和几千种合金和化合物可以成为超导材料。据我们统计，具有超导电性的元素在元素周期表中主要分为两类：一类是在常压下具有超导电性的元素，目前发现的共有32种(青色);第二类是在高压或制成薄膜状时具有超导电性的元素，目前发现的共有14种(绿色)，而具有超导电性的合金、化合物，根据不同的化合物组成数目成千上万种。随着科研的不断深入，超导材料的特性也不断发展。目前，已经发现的超导材料特性包括:(1)零电阻效应：在一定的转变温度以下，超导体的电阻突然变为零，通常把电阻变为零的温度称为超导转变温度或临界温度，用Tc表示。不同超导体临界温度各不相同。例如，汞的临界温度为4.15K(K为绝对温度，0K相当于零下273℃)，而高温超导体YBCO的临界温度为94K;(2)完全抗磁性：当把超导体置于外加磁场时，磁通不能穿透超导体，而使体内的磁感应强度始终保持为零(B=0);(3)同位素效应：同位素原子量越小，Tc越高;(4)量子隧道效道效应：超导体中的电子对能够穿过绝缘层，在势垒两边电压为零的情况下，将产生直流超导电流，而在势垒两边有一定电压时，还会产生特定频率(2eV/h)的交流超导电流js=jcsinw0。利用超导材料的特性，将超导材料加工生产成不同设备，应用于不同的领域，如电机、高能粒子加速器、磁悬浮运输、受控热核反应、储能、电力电缆、天线、无摩擦陀螺仪、轴承、精密测量仪表、辐射探测器、微波发生器和逻辑元件等。超导行业是由研发、生产和销售超导材料及超导产品的企业所组成。(二)超导行业主要产品分类现在对于超导体的分类并没有统一的标准，通常的分类方法有以下几种：·通过材料对于磁场的相应可以把它们分为第一类超导体和第二类超导体：对于第一类超导体只存在一个单一的临界磁场，超过临界磁场的时候，超导性消失;对于第二类超导体，他们有两个临界磁场值，在两个临界值之间，材料允许部分磁场穿透材料。·通过解释的理论不同可以把它们分为：传统超导体(如果它们可以用BCS理论或其推论解释)和非传统超导体(如果它们不能用上述理论解释)。·通过材料达到超导的临界温度可以把它们分为高温超导体和低温超导体：高温超导体通常指它们的转变温度达到液氮温度(大于77K);低温超导体通常指它们需要其他特殊的技术才可以达到它们的转变温度。·通过材料可以将它们分为化学材料超导体比如：铅和水银;合金超导体比如：铌钛合金;氧化物超导体,比如钇钡铜氧化物;有机超导体,比如：碳纳米管。超导行业发展环境分析2012年一月，工业和信息化部发布了《新材料产业“十二五”发展规划》，作为新材料产业主攻方向之一的超导材料迎来了新的发展机遇。超导行业发展状况分析我国在“十五”期间，国家“863”计划设立“超导材料与技术专项”，加强了对超导应用技术的研究，在电力应用、强磁体应用以及弱电应用等方面全面开展研发。与世界先进水平之间的差距正日益缩小。目前我国在超导电力设备方面的主要应用研究项目还包括超导限流器、超导变压器和超导储能系统。由国产超导线材制造的我国第1组、世界上第3组并网试运行的超导电缆于2004年4月19日在昆明普吉变电站投入运行，该组三相交流33.5m35kV/2kA超导电缆系统运行状态良好，其部分性能指标优于目前已经_并网运行的美国和丹麦的超导电缆。该组超导电缆系统由超导电缆本体、终端、制冷及其监控系统、超导电缆监控与保护系统等4部分组成。二相超导电缆本体在变电站场地上平行布置，以转角90度敷设，B相转弯半径5m。终端是连接超导电缆、高压母线、液氮制冷系统三者的接口，每根电缆两端各有一套。制冷及其监控系统安装于电缆附近的热工房内，通过真空液氮输送管连接到终端上，对电缆和终端进行冷却。超导电缆监控与保护系统安装于主控室内，可实现对超导电缆系统的远程监控与保护。随着世界经济的快速发展，能源供应越来越紧张。而在另一方面电能又大量浪费在传输过程中。如果使用超导设备，不仅可以减少电力损失，而且可以节约大量的金属材料，这也意味着减少了冶炼金属附带的污染。超导电力设备不但可以满足不断增长的电力需求，而且可以增强大容量电网的安全性和稳定性，最终减少电力运行成本。图2为未来城市超导输电系统设想结构。我国目前是仅次于美国的世界第2个电力大国，电力建设从2003年起已进入了历史上发展最快的时期。我国电力工业市场的存量和增量都十分庞大，给电力设备提供了巨大的发展空间，有望成为世界上超导电力设备的最大市场。为了在米来的超导电力设备市场占据一个做为世界主要设备制造同应有的地位，我国应大力加强超导电力技术的发展，开发出性能先进、市场竞争力强、有自主知识产权的超导电力设备。超导电力技术是一项先进的高新技术，但同时义依赖于许多传统工业技术，是超导材料、机械制造、低温制冷、真空绝热、电气工程、自动控制等多学科的集成。我国发展超导电力技术目前在制冷设备制造及电气绝缘材料方面还需要一个较大的技术提升。国际超导行业领先企业