é  引    言  ?

      超導材料是人們產(chǎn)生強磁場(chǎng)的關(guān)鍵基礎材料，在數特斯拉乃至數十特斯拉等級的強磁場(chǎng)應用領(lǐng)域，往往都需要超導導線(xiàn)來(lái)繞著(zhù)磁體。高溫超導材料更是有望規?；瘧玫侥茉?、交通、大科學(xué)儀器等眾多領(lǐng)域。

      科研用高強超導磁體主要包括大口徑高場(chǎng)超導導體與磁體、內插高溫超導磁體、CICC導體等，可應用于大科學(xué)工程、生物醫學(xué)工程、高精度科學(xué)儀器等領(lǐng)域。REBCO帶材在高場(chǎng)下具有更高的電流傳輸能力和更優(yōu)異的機械性能，更適宜做高場(chǎng)磁體（≥25T），有望推動(dòng)整個(gè)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展。

      粒子加速器及重離子癌癥治療系統的核心部件是磁體，在磁場(chǎng)中將粒子加速碰撞或釋放高能射線(xiàn)，從而達到科研、治療的目的。REBCO高溫超導磁體具有體積小、重量輕、無(wú)需液氦制冷等突出優(yōu)勢，是下一代加速器裝置的首選。

      超導風(fēng)力發(fā)電機主要利用高溫超導帶材的零電阻特性，使用高溫超導線(xiàn)圈替代銅線(xiàn)圈， 具有體積小、重量輕、整機成本低等優(yōu)勢，適合于海上風(fēng)機和漂浮式風(fēng)機。超導風(fēng)力發(fā)電機是最有潛力、最理想的能源轉換裝置之一，將進(jìn)一步推進(jìn)風(fēng)電行業(yè)發(fā)展，為實(shí)現碳達峰、碳中和提供有力保障。

      傳統熱處理存在加熱均勻性差、加熱溫度可控性差、能量利用率低等痛點(diǎn)。超導直流感應加熱技術(shù)是基于超導材料零電阻和高載流特性，利用高溫超導磁體產(chǎn)生背景磁場(chǎng)，在加熱區域建立直流氣隙磁場(chǎng)，坯料旋轉切割磁力線(xiàn)產(chǎn)生渦流被加熱，以實(shí)現高穿透性、高能效性、高均勻性、高梯度性的全新高品質(zhì)加熱，為金屬熱加工行業(yè)提供了一種創(chuàng )新的解決方案。

      自2013年美國Elon Musk公布了關(guān)于Hyperloop真空管道列車(chē)的方案后，“高速交通”這一概念受到越來(lái)越多的關(guān)注。2014年，日本東京至大阪的低溫超導高速磁浮應用線(xiàn)路已經(jīng)開(kāi)工建設，在試驗軌道上以時(shí)速603公里創(chuàng )下世界紀錄。目前，德國、巴西、我國等都在進(jìn)行高溫超導磁懸浮環(huán)形線(xiàn)的研究。高溫超導磁懸浮技術(shù)采用高溫超導帶材線(xiàn)圈作為其定子或動(dòng)子，大氣隙工作條件下仍能保證較高的功率因數，可顯著(zhù)提升牽引力、載重、速度，同時(shí)減重減體積、大幅節能，并降低制冷成本，能耗更低。隨著(zhù)未來(lái)城市的快速發(fā)展，超導磁懸浮這種快速、安全、清潔的交通方式，將為落實(shí)“交通強國”戰略提供技術(shù)支撐。

é  應用案例  ?

| 兆瓦級超導感應加熱器——江西聯(lián)創(chuàng )光電超導應用有限公司

江西聯(lián)創(chuàng )光電成功研制世界首臺兆瓦級高溫超導感應加熱裝置、并于2023年4月20日在黑龍江中鋁集團東北輕合金公司成功投運。該產(chǎn)品為高效節能的感應加熱爐，可廣泛應用與多種金屬加工和熱處理領(lǐng)域，實(shí)現近50%的節能效果和超均勻的加熱效果。

上海超導與江西聯(lián)創(chuàng )光電長(cháng)期合作，作為核心材料供應商，為其提供了從原理樣機研制階段到工業(yè)產(chǎn)品定型階段全部高溫超導帶材，單臺設備需要10余公里4.8mm寬高性能超導材料，用于感應加熱器核心磁體繞制。目前上海超導已完成供應百公里級別的高溫超導帶材，根據雙方戰略合作協(xié)議，后續將持續批量供應高性能超導帶材。

| 國內首套高溫超導電動(dòng)懸浮列車(chē)——中車(chē)集團

中車(chē)長(cháng)客自主研制的國內首套高溫超導電動(dòng)懸浮全要素試驗系統于2023年3月在長(cháng)春完成首次懸浮運行，對高溫超導磁體、直線(xiàn)同步牽引等超導電動(dòng)懸浮交通系統的關(guān)鍵核心技術(shù)進(jìn)行了充分驗證，標志著(zhù)我國在高溫超導電動(dòng)懸浮領(lǐng)域實(shí)現重要技術(shù)突破。

上海超導與中車(chē)長(cháng)客深度合作，作為核心材料供應商為該項目提供了全部高性能高溫超導材料，并在多年的聯(lián)合攻關(guān)團隊中，深度參與了車(chē)載高溫超導磁體等多個(gè)關(guān)鍵部件的開(kāi)發(fā)。后續上海超導將跟隨由中車(chē)牽頭的聯(lián)合團隊，在更大尺寸、更高速度的超導電動(dòng)磁浮樣車(chē)研制工作中做出貢獻。

| 商業(yè)航天電磁發(fā)射系統高溫超導電動(dòng)懸浮航行試驗——中航科工三院

中國航天科工三院于2023年9月7日成功完成商業(yè)航天電磁發(fā)射高溫超導電動(dòng)懸浮航行試驗，該試驗在380米線(xiàn)路上實(shí)現了234km/h的試驗速度，創(chuàng )造了國內高溫超導電動(dòng)懸浮最高航行速度紀錄。

上海超導于2023年初完成該試驗的高溫超導帶材供應，并在磁體研制過(guò)程中，緊密配合航天科工超導磁體團隊，不斷提供高溫超導帶材應用的技術(shù)支持與服務(wù)。

| 32.35T磁體項目——中科院電工研究所

中科院電工所團隊于2019年12月成功研制出中心磁場(chǎng)高達32.35T的全超導磁體，打破了當時(shí)32.0T超導磁體的世界紀錄，標志著(zhù)我國高場(chǎng)內插磁體技術(shù)已經(jīng)達到世界領(lǐng)先水平。

上海超導與中科院電工所團隊建有長(cháng)期合作關(guān)系，為其提供部分高溫超導帶材，用于繞制磁體端部的2個(gè)線(xiàn)餅。

| 24.1T全REBCO高溫超導磁體——中科院等離子體所

中科院等離子體所團隊于2022年10月成功將自主研制的全REBCO高溫超導磁體勵磁至24.1T，這是國內首個(gè)20T以上全REBCO密繞型超導磁體。該磁體在液氦浸泡條件下，成功升流至300A，中心場(chǎng)強穩定保持在24.1T。

該磁體使用的REBCO超導帶材全部由上海超導公司提供，證明了國產(chǎn)REBCO帶材在低溫高磁場(chǎng)下的優(yōu)異性能。本磁體的研制對于推動(dòng)國內超導材料和超導磁體裝備的發(fā)展具有重要意義，為后續研制35T以上高場(chǎng)科學(xué)裝置奠定了重要基礎。

| MRI超導磁體——英國劍橋大學(xué)

英國劍橋大學(xué)在2021年成功研制了一款小型MRI設備，該設備設計專(zhuān)用于頭顱MRI成像，以快速判斷中風(fēng)等病癥。該設備內部的磁體全部采用上海超導生產(chǎn)的第二代高溫超導帶材，在工作溫度20K下可產(chǎn)生1T的磁場(chǎng)強度，設備體積較小、重量輕，可快速移至病床邊提供檢測服務(wù)，具有高效性、便攜性等顯著(zhù)優(yōu)勢。

上海超導與英國劍橋大學(xué)深度合作，為其提供了該小型MRI設備的全部高溫超導帶材，用于MRI磁體的繞制。