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2017中国超导应用
创新企业排行榜
文/望舒
超导体,又称为超导材料,指在某一温度下,电阻为零的导体.超导体具有完全电导、完全抗磁、通量量子化等特性.据1911年荷兰莱顿大学卡末林.昂内斯教授第一次发现超导特性已有100多年历史.从人类发现超导现象开始,人们就意识到,超导各种神奇的性质将为电能以及各种与电磁有关的工艺技术领域带来新的革命.
今天,超导技术也被各国政府认为是具有巨大商业价值及战略意义的高新技术,应用涉及能源、信息、交通、工业、健康、环保等诸多方面.近年来中国超导产业发展迅速,产业化进程不断加速.7月,中国成功研制ITER大型超导磁体系统首个部件；8月中国成功研发基于国产YBCO超导带材的高温超导发电机.超导技术的不断推进大大促进了超导行业的发展.
电力运输,国家战略的重中之重
随着我国电力行业的发展,对于配套产业的要求也越来越高,电线电缆作为电力配套产业中的重要一环,同样面临着升级换代的需求,以适应中国电力发展.目前,我国每年从国外进口高温电缆约二十亿元用于国内建设,预计到2020年全球超导应用的市场将达2440亿美元(约合14869亿人民币),高温超导电缆约占5%的份额.
由于高温超导线缆具有低、容量大、损耗低、无电磁污染等优势,在国际上颇受重视,许多国家已将发展超导产业上升到战略高度.所以,高温超导技术的研发与应用将是今后电线电缆行业的重要技术.目前,我国已有中天科技、百利电气、永鼎股份等多家国际先进企业进行相关领域研究.
中天科技股份有限公司作为中国光电线缆领域的龙头企业之一,为了更好更快地发展面向输电系统应用的超导限流技术,中天科技与中国科学院电工研究所联合建立“电力超导技术联合研究开发中心”.近日,中天科技再接再厉,完成了我国第一根&plun;525kV交联聚乙烯绝缘柔性直流电缆系统的研制,标志着中国超高压直流电缆技术与欧洲、日本等发达国家处于同一先进水平.
高温超导不仅应用于电线电缆,在电力运输的中端环节也拥有不可忽视的作用.
2016年8月15日,新疆特变电工股份有限公司宣布,经过４年多的研发,世界上第二台挂网运行的三相高温超导变压器,也是全球首台非晶合金铁芯高温超导变压器在通过并网前的各种测试后,在新疆成功投入电网运行.这是我国第一台拥有自主知识产权的高温超导电力变压器.据了解,这台高温超导变压器样机的负载损耗仅相当于同容量油浸式变压器９型国家标准的4.5％.
移动通讯,
微波通讯领域的革命性变化
在移动通信领域,我们也能看到高温超导技术的身影.
滤波器广泛应用于各种无线通信设备中,其作用是从收到的无数微波信号中选出自己有用的、特定频率的信号.以往滤波器由于金属电阻原因,很难达到理想的滤波性能.而高温超导材料的微波电阻比传统金属材料小3个数量级左右,用高温超导制造的滤波器插入损耗极小、带外抑制性好,具有十分理想的滤波性能.
综艺超导科技有限公司是继美国之后国内唯一实现超导薄膜材料和超导滤波器工程化实施和规模商业应用的高新技术企业,是清华大学与综艺股份等多家股东共同投资创立的超导技术产业化平台.目前制备的钇钡铜氧(YBCO)超导薄膜达到国际先进技术水平,已成功应用在自主研发的高温超导滤波系统中.
高温超导滤波系统的出现为微波通信领域带来了革命性的变化,在第三、四代移动通信基站中发挥着举足轻重的作用.
核磁共振,医疗领域的侦察兵
不仅仅是电力与通信业,我国超导技术在医疗领域的发展仍旧不可小视.
2017年8月18日,由潍坊新力超导磁电科技有限公司自主研发的全球首台3.0T/850型核磁共振分子成像超导磁体样机获得成功.该磁体各项指标均满足于3.0T核磁共振系统高质量成像要求,是目前最先进的高端医疗影像设备之一.相比传统的1.5T核磁共振系统,具有成像速度快、图像质量高、扫描噪音小的技术优势.患者可以得到最快捷、最准确的诊断,为疾病的治疗赢得宝贵时间和时机.该设备的问世不仅打破了国外技术的长期垄断,也标志着我国高端医疗影像装备研发已走在世界前列.
电力、通信、医疗,虽然当前我国在超导领域已经取得了不小的成就,但超导技术的应用远远不止于此.
低温超导,点亮“人造太阳”
在西安经开区,有这样一家材料领域从业企业,他们从成立之初就瞄准国内紧缺产品领域,产品定位于“国内空白、国际先进”,这就是西部超导材料科技股份有限公司.历经13年的发展,如今西部超导已经成为国际上唯一的低温超导合金棒材及线材全流程生产企业.
国际热核聚变实验堆（ITER）计划的提出,旨在仿照太阳发出能量的原理,为人类持续提供能源,这也被称为“人造太阳”计划.经过十多年的努力,西部超导参与“人造太阳”计划的梦想终于实现——中国国际核聚变能源计划执行中心代表国际ITER组织,与他们签署了总量约210吨的超导线供货合同,标志着由西部超导承担的ITER项目线材供货任务将正式进入实施阶段,也让“人造太阳”计划融入了“中国元素”.
真空磁悬浮列车,
无与伦比的交通体验
中国高铁作为世界上最快的高铁,曾跑出过486.1公里的世界铁路运营实验最高时速.但作为仍采用轮轨技术的运输工具,车轮与轨道之间的摩擦仍然是提升速度的首要障碍,未来要突破500、600公里,甚至更高的时速.采用高温超导技术的磁悬浮列车仍然是最佳选择.
据中国航天科工集团消息,航天科工开展“高速飞行列车”研究论证,拟通过商业化、市场化模式,将超声速飞行技术与轨道交通技术相结合.高速飞行列车利用低真空环境和超声速外形减小空气阻力,通过磁悬浮减小摩擦阻力,实现超声速运行的运输系统,比传统高铁的运行速度提升10倍,最大速度达到4千公里/小时.
在未来,采用真空管道+高温超导磁悬浮技术的新型高铁有望取代传统的轮式高铁,成为人们远途出行的主要选择交通方式.
展望
据报告显示,未来十年我国超导市场的规模将有10倍的增长,而全球范围内2020年超导产业的产值更将达到2400亿美元.随着工业发展步伐加快,亚太地区将成为最大的超导技术需求市场.
目前我国关于超导技术的各项研发均已步入正轨,且进入产业化运作,现已普遍运营在电力、通信、军事以及医疗等领域.尤其是在决定国家竞争力的智能电网,未来很长一段时间内,我国智能电网的全面建设将给超导产业的发展提供良好的发展契机.
超导的历史历经100多年,但仍然是一个年轻的学科,它不断带给人类惊喜,也不断扩充着人类认知的边界.更新的物理理论等着我们去发现,更多有应用前景的对象等着人们去挖掘.
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参考文献：
1、 四皖企登上中国大数据企业排行榜 随着数据爆炸式的增长,人类的生活正被各种数据包围着,各类大数据公司也层出不穷 未来34年,中国大数据市场规模增长率将保持在30以上,2017年营收规模有可能突破200亿元,易观智库分析认为2017年和.
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