超導(dǎo)材料行業(yè)專題報(bào)告聚焦技術(shù)進(jìn)展帶來(lái)的超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)化提速

超導(dǎo)材料行業(yè)專題報(bào)告聚焦技術(shù)進(jìn)展帶來(lái)的超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)化提速（報(bào)告出品方/作者：中信證券，王喆、敖翀、拜俊飛）超導(dǎo)材料詳述超導(dǎo)的定義：超導(dǎo)就是超導(dǎo)電性的簡(jiǎn)寫，指某種材料在降至某一溫度以下時(shí)，電阻忽然晉升為零的現(xiàn)象，這個(gè)溫度被稱作超導(dǎo)臨界溫度（或超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度），用TC則則表示。對(duì)于超導(dǎo)的研究來(lái)源于低溫物理學(xué)。早期的超導(dǎo)物理屬于低溫物理的關(guān)鍵研究方向，之后隨著超導(dǎo)學(xué)科的不斷發(fā)展，其研究領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)大，現(xiàn)已和低溫物理同屬凝聚態(tài)物理的分支學(xué)科。對(duì)于低溫物理的研究蓬勃發(fā)展于19世紀(jì)下半頁(yè)，當(dāng)時(shí)低溫物理的研究主要存兩個(gè)方向：一就是如何獲得絕對(duì)零度（0K，即為為零下273.15℃）；二是在極低溫下金屬材料物理性能的研究。1908年，荷蘭科學(xué)家昂內(nèi)斯（HeikeKamerlinghOnnes）將最差液化的氣體氦氣（He）液化，從而獲得了4.2K的極低溫度，為超導(dǎo)現(xiàn)象的研究奠定了基礎(chǔ)。1911年，昂內(nèi)斯推斷出在液氦（4.2K）的環(huán)境下，金屬汞（Hg）的電阻成功再再降為了0，昂內(nèi)斯將其命名為“超導(dǎo)態(tài)”，自此打響了超導(dǎo)研究的帷幕。超導(dǎo)體的特征：（1）完全導(dǎo)電性：又稱“零電阻效應(yīng)”，即為為低于臨界溫度TC時(shí)，超導(dǎo)體的電阻快速晉升為零的特性。（2）完全抗磁性：又稱“邁斯納效應(yīng)”，即為在磁場(chǎng)強(qiáng)度低于臨界磁場(chǎng)強(qiáng)度HC時(shí)，外界磁場(chǎng)的磁力線無(wú)法沿著超導(dǎo)體，超導(dǎo)體內(nèi)部磁場(chǎng)為零的現(xiàn)象。（3）通量量子化：又稱“約瑟夫森效應(yīng)”（Josephsoneffect），就是所指在“超導(dǎo)體-薄絕緣介質(zhì)層-超導(dǎo)體”共同共同組成的三明治結(jié)構(gòu)中，電子可以沿著絕緣層從而形成隧穿著電流的現(xiàn)象，這種結(jié)構(gòu)也被變成約瑟夫森結(jié)，中間絕緣層的典型厚度為1.5~3nm。超導(dǎo)材料的研發(fā)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)根據(jù)臨界溫度多寡，超導(dǎo)材料可以分為低溫超導(dǎo)材料和高位超導(dǎo)材料。對(duì)于超導(dǎo)的研究可分為“低溫超導(dǎo)”和“高溫超導(dǎo)”兩種。早期對(duì)于超導(dǎo)的研究可以劃歸為低溫超導(dǎo)，其TC通常低于25K（零下248℃）的溫度。低溫超導(dǎo)材料往往使用金屬單質(zhì)及合金材料，其中最存實(shí)用價(jià)值的低溫超導(dǎo)金屬材料就是鈮（Nb）及其合金，比如NbTi、Nb3Sn等。高溫超導(dǎo)就是所指將超導(dǎo)臨界溫度TC盡可能提高，通常將臨界溫度多于25K的超導(dǎo)材料變成高溫超導(dǎo)材料。常用的高溫超導(dǎo)材料涵蓋銅基超導(dǎo)材料比如釔鋇銅氧（YBCO）和鉍鍶鈣銅氧（BSCCO），鐵基超導(dǎo)材料和氫基超導(dǎo)材料等。仍須說(shuō)明的就是，“高溫”也就是相對(duì)于過(guò)去的低溫超導(dǎo)而言的，其溫度仍然距低于室溫。高溫/室溫超導(dǎo)材料就是行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵趨勢(shì)。為了同時(shí)同時(shí)實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)材料更高的臨界溫度，往往仍須通過(guò)施以一定強(qiáng)度的高壓（通常高于1GPa，約為大氣壓的一萬(wàn)倍），但高壓狀態(tài)的超導(dǎo)材料很難被實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域。激進(jìn)條件制備室溫超導(dǎo)材料就是目前學(xué)術(shù)界積極探索的重點(diǎn)方向。當(dāng)前高溫超導(dǎo)材料通常采用銅基或鐵基氧化物材料。經(jīng)過(guò)30多年的積極探索，銅基超導(dǎo)材料已變成目前實(shí)用性最差的高溫超導(dǎo)材料，在核聚變等應(yīng)用領(lǐng)域推動(dòng)下步入規(guī)?；慨a(chǎn)階段。鐵基高溫超導(dǎo)材料自2008年被推斷出后實(shí)用化研究也在進(jìn)行中，但其臨界溫度明顯低于銅基強(qiáng)于Auron材料，性能指標(biāo)較之也存非常大差距，未來(lái)發(fā)展情況較難進(jìn)行預(yù)測(cè)。超導(dǎo)材料的應(yīng)用領(lǐng)域（1）大電流應(yīng)用領(lǐng)域（弱電應(yīng)用領(lǐng)域）：由于超導(dǎo)體在低于臨界點(diǎn)時(shí)電阻為0，因此可以將強(qiáng)于導(dǎo)體應(yīng)用領(lǐng)域在長(zhǎng)距離輸電線、發(fā)電及儲(chǔ)能領(lǐng)域，從而大幅增加電阻熱效應(yīng)平添的能量損耗，提高電力傳輸?shù)男省＃?）電子學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域（弱電應(yīng)用領(lǐng)域）：超導(dǎo)體也可以用做電子元器件領(lǐng)域，從而制作超導(dǎo)計(jì)算機(jī)、超導(dǎo)天線、超導(dǎo)微波器件等。由于計(jì)算機(jī)集成電路芯片上密集排序的大量元件和不見(jiàn)接線可以在工作時(shí)產(chǎn)生大量的熱，而散熱器也就是超大規(guī)模集成電路遭遇的難題。如果采用超導(dǎo)元器件，將可以完全消解散熱器難的問(wèn)題，同時(shí)也可以大幅提高計(jì)算機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度。（3）抗磁性應(yīng)用領(lǐng)域：超導(dǎo)體的抗磁性可以應(yīng)用領(lǐng)域在磁懸浮列車和THF1核聚變等領(lǐng)域。由于超導(dǎo)體具有完全抗磁性，因此磁體和超導(dǎo)體之間可以產(chǎn)生排斥力，超導(dǎo)體可以飄浮在永磁體的上方，利用這種磁懸浮效應(yīng)可以制作高速超導(dǎo)磁懸浮列車。較之于現(xiàn)有的磁懸浮列車，超導(dǎo)磁懸浮列車無(wú)須大電流即可形成飄浮現(xiàn)象，大幅增加了驅(qū)動(dòng)列車所需的能源。此外，超導(dǎo)體也可以用做磁約束的托克馬克裝置中，將核反應(yīng)堆中的高溫等離子體約束出，然后慢慢轉(zhuǎn)化成，從而推動(dòng)THF1核聚變領(lǐng)域的快速發(fā)展。低溫超導(dǎo)材料產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀及應(yīng)用領(lǐng)域展望未來(lái)低溫超導(dǎo)材料詳述低溫超導(dǎo)就是目前商業(yè)化超導(dǎo)市場(chǎng)的主導(dǎo)。通常表示，TC<25K的超導(dǎo)材料稱為低溫強(qiáng)于Auron材料，目前已同時(shí)同時(shí)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的涵蓋NbTi（TC=9.5K）和Nb3Sn（TC=18K）。存實(shí)用價(jià)值的鉍系則和釔系則則高溫超導(dǎo)材料屬于氧化物陶瓷，在生產(chǎn)工藝上必須消解加工脆性、氧含量的精確掌控及與基體反應(yīng)等問(wèn)題，因此價(jià)格昂貴，目前尚處于研發(fā)階段。而以NbTi和Nb3Sn為代表的低溫超導(dǎo)材料，由于其具有優(yōu)良的機(jī)械加工性能和成本優(yōu)勢(shì)，目前在商業(yè)化超導(dǎo)市場(chǎng)中處于主導(dǎo)地位。NbTi和Nb3Sn強(qiáng)于導(dǎo)線就是兩種主流的低溫超導(dǎo)商業(yè)化材料。NbTi和Nb3Sn的主要區(qū)別如下：NbTi就是二元合金，具有較好的加工塑性，很高的強(qiáng)度，生產(chǎn)成本低，臨界磁場(chǎng)低，主要用做10T以下磁場(chǎng)；Nb3Sn就是金屬間化合物，屬于脆性材料，加工性能低，生產(chǎn)成本高，但是臨界磁場(chǎng)高，主要用做10T以上的磁場(chǎng)。而超導(dǎo)導(dǎo)線通過(guò)甩阮光纘產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)的強(qiáng)于導(dǎo)線圈，以及融合其運(yùn)轉(zhuǎn)所必要的低溫恒溫容器回去制成超導(dǎo)磁體。通常電磁鐵就是利用在導(dǎo)體中通過(guò)電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，由于超導(dǎo)材料在超導(dǎo)狀態(tài)下具有零電阻特性，因此可以以極小的面積通過(guò)非常小的電流，并使其具有場(chǎng)強(qiáng)高、體積小、體積小等特性?；诋a(chǎn)生的強(qiáng)磁場(chǎng)，強(qiáng)于Auron磁體主要應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋MRI、MCZ、NMR、ITER、加速器、科研用特種磁體等。低溫超導(dǎo)材料產(chǎn)業(yè)鏈詳述低溫超導(dǎo)行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈主要包括上游原材料、超導(dǎo)線材、超導(dǎo)磁體、超導(dǎo)設(shè)備四個(gè)環(huán)節(jié)。由于低溫超導(dǎo)線材行業(yè)對(duì)原材料的消耗量并不大，因此上游原材料對(duì)超導(dǎo)線材行業(yè)的影響并不明顯。低溫超導(dǎo)線材環(huán)節(jié)，英國(guó)Oxford、德國(guó)Bruker、英國(guó)Luvata三家公司是全球最主要的生產(chǎn)商；而超導(dǎo)磁體領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外目前已經(jīng)有較多廠商實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。而線材環(huán)節(jié)的上游還包括NbTi棒材環(huán)節(jié)，由于Nb和Ti的熔點(diǎn)相差較大，若控制不好熔煉技術(shù)，易導(dǎo)致后續(xù)細(xì)芯絲NbTi線加工中斷線，因此NbTi二元合金棒的制備非常困難，該環(huán)節(jié)目前主要由美國(guó)ATI公司以及我國(guó)的西部超導(dǎo)進(jìn)行供應(yīng)。低溫超導(dǎo)材料應(yīng)用領(lǐng)域介紹MRI就是當(dāng)前超導(dǎo)材料的最主要應(yīng)用領(lǐng)域，關(guān)上市場(chǎng)空間。MRI就是一種生物磁磁矩光學(xué)技術(shù)，它利用原子核磁矩運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，在另加磁場(chǎng)內(nèi)，經(jīng)射頻脈沖喚醒后產(chǎn)生信號(hào)，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)處理轉(zhuǎn)換后獲得圖像。與基于CT的X射線技術(shù)相同，MRI對(duì)人體無(wú)法產(chǎn)生放射性損壞，可以同時(shí)同時(shí)實(shí)現(xiàn)三維立體加載、光學(xué)圖像分辨率高、對(duì)腫瘤早期診斷存較低的臨床價(jià)值，已經(jīng)廣為運(yùn)用于全身各部位臟器的疾病診斷中。與永磁型MRI較之，超導(dǎo)MRI光學(xué)區(qū)磁場(chǎng)高，所以可以獲得更高的分辨率，通過(guò)閉環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)方式同時(shí)同時(shí)實(shí)現(xiàn)磁場(chǎng)空間和時(shí)間均衡性更高，通常可以少于10年以上而不變化，這同意了超導(dǎo)MRI具有永磁型MRI無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。Takeda咨詢統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，我國(guó)MRI設(shè)備市場(chǎng)增長(zhǎng)速度高于全球平均水平，共振國(guó)產(chǎn)設(shè)備的不斷突破，且預(yù)計(jì)我國(guó)MRI市場(chǎng)規(guī)模在2021-2025年將以12%的CAGR快速增長(zhǎng)至155億元，同時(shí)關(guān)上超導(dǎo)材料的市場(chǎng)需求空間。超導(dǎo)磁體二者較常導(dǎo)磁體在MCZ應(yīng)用領(lǐng)域上具備明顯優(yōu)勢(shì)，將受益于光伏行業(yè)高景氣度。磁控直拉單晶硅技術(shù)（MCZ）就是制備大尺寸單晶硅的主流方法，可實(shí)現(xiàn)大尺寸單晶硅的生長(zhǎng)。其物理基礎(chǔ)就是通過(guò)磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)電硅流體的熱對(duì)流形成抑制作用，遏止單晶硅生長(zhǎng)過(guò)程中雜質(zhì)和瑕疵的產(chǎn)生。據(jù)《直拉式單晶硅生長(zhǎng)爐超導(dǎo)磁體研究》（吳小四著）報(bào)導(dǎo)，采用強(qiáng)于Auron磁體提供更多更多5,000Gs（高斯）均衡磁場(chǎng)的MCZ技術(shù)就是目前國(guó)際上生產(chǎn)300mm以上大尺寸單晶硅的最主要方法。我國(guó)300mm以上的半導(dǎo)體級(jí)MCZ生產(chǎn)裝備磁場(chǎng)部分主要由常Auron磁體提供更多更多，常導(dǎo)磁體功耗大（大于100kW）、仍須繁瑣的冷卻系統(tǒng)（存管道破損等問(wèn)題），且無(wú)法高效率掌控雜質(zhì)和瑕疵的產(chǎn)生。我國(guó)光伏行業(yè)的快速發(fā)展迫切需要發(fā)展?jié)M足用戶300mmMCZ單晶硅制備用超導(dǎo)磁體生產(chǎn)技術(shù)并同時(shí)同時(shí)實(shí)現(xiàn)規(guī)模應(yīng)用領(lǐng)域，以促進(jìn)我國(guó)單晶硅行業(yè)的產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí)。形成彪悍的磁場(chǎng)就是同時(shí)同時(shí)實(shí)現(xiàn)磁約束路線THF1核聚變的前提。THF1核聚變被表示就是終極潔凈能源，其基本原理就是用強(qiáng)磁場(chǎng)構(gòu)成的一個(gè)“磁籠”將超高溫的核聚變?nèi)剂系入x子約束在一個(gè)真空腔體中進(jìn)行聚變反應(yīng)。磁約束路線仍須利用裝置回去提供更多更多特定磁場(chǎng)，其中最著名的便就是托卡馬克（Tokamak）裝置。最知名的托卡馬克涵蓋歐洲攜手環(huán)路（JET）、國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆（或則表示“伊特爾”人造太陽(yáng)計(jì)劃，ITER）和中國(guó)的東方超環(huán)（EAST）。超導(dǎo)材料是磁約束裝置形成強(qiáng)磁場(chǎng)必不可少的材料。想要實(shí)現(xiàn)對(duì)高能等離子體的有效約束，通過(guò)磁鐵以及永磁體無(wú)法滿足對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)需求，故需要通過(guò)線圈即電生磁的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。電生磁過(guò)程中，電阻的存在不僅對(duì)能量有損耗，同時(shí)也影響最終能實(shí)現(xiàn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度，故超導(dǎo)材料是實(shí)現(xiàn)磁約束路線可控核聚變必不可少的一部分。根據(jù)西部超導(dǎo)公告，ITER設(shè)計(jì)共有超導(dǎo)大型磁體48個(gè)，具體包括：18個(gè)縱場(chǎng)線圈（TF）、6個(gè)極向場(chǎng)線圈（PF）、6個(gè)中心螺管線圈組成的中心螺管（CS）和18個(gè)校正場(chǎng)線圈（CC），其中TF和PF采用Nb3Sn超導(dǎo)線，CS和CC采用NbTi超導(dǎo)線，將產(chǎn)生高達(dá)13T的磁場(chǎng)，超過(guò)地磁場(chǎng)的20萬(wàn)倍；我國(guó)承擔(dān)69%的NbTi超導(dǎo)線和7%的Nb3Sn超導(dǎo)線生產(chǎn)任務(wù)。隨著有關(guān)技術(shù)突破及資本涌入，THF1核聚變商業(yè)化按下快速鍵。人類對(duì)于核聚變的研究和利用未有多于70年歷史，而極端的工作環(huán)境建議，并使THF1核聚變領(lǐng)域的研發(fā)一直存著著名的“50年悖論”。隨著有關(guān)技術(shù)突破及資本涌入，THF1核聚變商業(yè)化已經(jīng)已經(jīng)開(kāi)始快速。2022年12月13日，美國(guó)能源部正式宣布正式宣布其NIF裝置冷卻成功，并同時(shí)同時(shí)實(shí)現(xiàn)了核聚變“天量能量增益”，在理論上檢驗(yàn)了核聚變商業(yè)化的可能性。該領(lǐng)域成立的創(chuàng)業(yè)公司數(shù)量也快速攀升至近40家，僅在2022年內(nèi)就獲得了約50億美元的風(fēng)投資金。同時(shí)根據(jù)Keytoneventures預(yù)測(cè)，全球核聚變市場(chǎng)規(guī)模將從2022年的2964億美元快速增長(zhǎng)至2027年的3951.4億美元，對(duì)應(yīng)CAGR為6.0%。ChatGPt在今年的橫空出世，也將對(duì)核聚變產(chǎn)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生關(guān)鍵性影響，其在高維數(shù)據(jù)中尋得最優(yōu)解的能力或顯著縮短THF1核聚變商業(yè)化開(kāi)發(fā)周期。除了上述應(yīng)用領(lǐng)域外，低溫超導(dǎo)材料還應(yīng)用于核磁共振波譜儀（NMR）和加速器用超導(dǎo)磁體等領(lǐng)域。其中NMR的分辨精度與所用磁體強(qiáng)度成正比，仍須采用高場(chǎng)超導(dǎo)磁體生產(chǎn)，目前國(guó)內(nèi)NMR系統(tǒng)完全依賴進(jìn)口。超導(dǎo)材料就是加速器磁體的關(guān)鍵組成部分，2008年，LHC（歐洲大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)）采用1200噸的NbTi強(qiáng)于導(dǎo)線制成了10000個(gè)超導(dǎo)磁體，作為粒子加速器的組成部分。高溫超導(dǎo)材料研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀高溫超導(dǎo)材料詳述高溫超導(dǎo)材料通常所指其超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度在25K（即為為零下248度）以上的超導(dǎo)材料。由于超導(dǎo)現(xiàn)象最早在金屬汞中推斷出，因此早期對(duì)于超導(dǎo)材料的研究著眼于金屬單質(zhì)和合金，但尋找至的最優(yōu)金屬的轉(zhuǎn)變溫度也僅有9K，距高溫超導(dǎo)甚遠(yuǎn)。1941年之后，學(xué)界已經(jīng)已經(jīng)開(kāi)始在金屬與過(guò)渡階段金屬的化合物、金屬與非金屬的化合物中尋找超導(dǎo)體。1973年美國(guó)物理學(xué)家加瓦勒利用離子噴發(fā)物法制成Nb3Ge薄膜，其TC達(dá)致23.2K，為當(dāng)時(shí)超導(dǎo)體的最高紀(jì)錄。這一紀(jì)錄在接下來(lái)的13年內(nèi)無(wú)人能夠打破，高溫超導(dǎo)始終可望而不可即，25K的門檻似乎無(wú)人能夠越過(guò)。鑭系超導(dǎo)體的推斷出關(guān)上了高溫超導(dǎo)體研究的大門。1986年，德國(guó)科學(xué)家另辟蹊徑，高度高度關(guān)注了被長(zhǎng)期忽略的金屬氧化物，推斷出了鑭系的超導(dǎo)體，其臨界溫度少于30K，正式宣布正式宣布關(guān)上了高溫超導(dǎo)體的大門。在此之前，人們普遍認(rèn)為超導(dǎo)現(xiàn)象只可以發(fā)生在液氦溫度以下。高溫強(qiáng)于Auron材料的推斷出非常大地推動(dòng)了超導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域。此后，代萊銅基高溫超導(dǎo)體紛紛涌現(xiàn)。1988年，銅基超導(dǎo)體YBCO被推斷出，首次將臨界溫度跌至了液氮溫度（77K）以上。2008年，日本工業(yè)大學(xué)的團(tuán)隊(duì)首先推斷出了摻雜氟元素的LOFA材料中存超導(dǎo)現(xiàn)象，引發(fā)了鐵基為超導(dǎo)體的研究熱潮。同年，我國(guó)團(tuán)隊(duì)用稀土元素替代LOFA材料，獲得了臨界溫度少于55K的高溫鐵基釤系則則超導(dǎo)體。YBCO超導(dǎo)體YBCO超導(dǎo)材料就是目前研究最明朗的高溫超導(dǎo)材料之一。1987年，源于美國(guó)、日本和中國(guó)的科學(xué)家相繼推斷出了第一個(gè)高于液氮溫度的超導(dǎo)體——釔鋇銅氧化物（YttriumBariumCopperOxide，YBCO）。YBCO超導(dǎo)體屬于釔系則則高溫超導(dǎo)材料，就是銅基超導(dǎo)水解物陶瓷的一種。超導(dǎo)氧化物陶瓷所指的就是在臨界溫度以下具有超導(dǎo)體特性的、由無(wú)機(jī)金屬氧化物共同共同組成的陶瓷。超導(dǎo)陶瓷的問(wèn)世大幅提高了超導(dǎo)體的臨界溫度，打破了“陶瓷無(wú)法導(dǎo)電”的觀念。YBCO超導(dǎo)體就是首個(gè)突破77K大關(guān)，抵達(dá)液氮溫區(qū)的超導(dǎo)體。由于液氮價(jià)格低廉，在工業(yè)生產(chǎn)中廣為使用，價(jià)格約每公斤4元，相符于礦泉水，因此若想抵達(dá)液氮溫區(qū)就是高溫超導(dǎo)可以廣為商用的關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)之一。而YBCO超導(dǎo)體高少于90K的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度大大降低了其空調(diào)成本，推動(dòng)了其在科研領(lǐng)域和工業(yè)生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用。但YBCO材料作為超導(dǎo)陶瓷仍存一些嚴(yán)重不足。首先YBCO材料在生產(chǎn)工藝上存加工脆性、仍須精確掌控氧含量等問(wèn)題，以致其生產(chǎn)成本低。其次，YBCO材料韌性極差，不抗壓制，導(dǎo)致其在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域用途受到限制。BSCCO超導(dǎo)體BSCCO超導(dǎo)體的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度可以高于100K。BSCCO（鉍鋇鈣銅氧化物，BismuthStrontiumCalciumCopperOxide）超導(dǎo)體在1988年被日本物理學(xué)家田中義一和大坂大學(xué)團(tuán)隊(duì)推斷出。BSCCO超導(dǎo)體的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度少于110K，可以在液氮溫度以上工作。BSCCO相較于能用液氮冷卻的YBCO材料冷卻成本更高。110K的臨界溫度并使其可以用液化空氣或者液氧冷卻。而液化空氣和液氧的價(jià)格均比液氮更為高昂，因此BSCCO材料的空調(diào)成本更高。由于BSCCO較低的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度和較好的電流承載能力，BSCCO超導(dǎo)體在高溫超導(dǎo)技術(shù)的研究和中充分發(fā)揮著關(guān)鍵促進(jìn)作用。但BSCCO材料同樣為超導(dǎo)陶瓷材料，遭遇著生產(chǎn)成本低、機(jī)械強(qiáng)度低等問(wèn)題。高溫超導(dǎo)材料產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀及市場(chǎng)展望未來(lái)高溫超導(dǎo)材料可以用做制作電網(wǎng)電纜。目前長(zhǎng)距離電網(wǎng)通常采用超高壓和特高壓架空電纜，一方面仍須采用更粗的電纜以盡可能減小電阻平添的損耗，另一方面由于發(fā)熱量大及占地面積大的原因很難在地下布置使用。而利用高溫超導(dǎo)材料制作的長(zhǎng)距離電網(wǎng)電纜，具有能量損耗低、傳輸容量大、占地面積小、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，可以廣為應(yīng)用于商業(yè)區(qū)、位列民區(qū)、工業(yè)區(qū)等人口密集區(qū)域的供電。以上海超導(dǎo)公司的超導(dǎo)電纜產(chǎn)品為基準(zhǔn)，直流超導(dǎo)輸電過(guò)程中的損耗可以增加70%-80%，即使算上空調(diào)費(fèi)用，超導(dǎo)電纜的運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用也僅為常規(guī)電纜的1/4，較之于傳統(tǒng)電纜經(jīng)濟(jì)性更好。Conectus預(yù)測(cè)，2023年全球高溫超導(dǎo)帶材追加新增產(chǎn)能料從2022年的10000千米/年上升至20000千米/年。高溫超導(dǎo)材料可以用做磁懸浮列車和THF1核聚變等領(lǐng)域。高溫超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)通過(guò)采用高溫超導(dǎo)帶材線圈，可以顯著提質(zhì)和列車體積的同時(shí)大幅提高列車的牽引力和速度。目前，德國(guó)、巴西以及我國(guó)都在進(jìn)行高溫超導(dǎo)磁懸浮環(huán)形線的研究，與日本正在實(shí)驗(yàn)的高溫超導(dǎo)磁懸浮的液氦冷卻（零下269℃）相同，高溫超導(dǎo)磁懸浮采用液氮冷卻（零下196℃），工作溫度贏得了大幅提高，極具應(yīng)用領(lǐng)域潛力。此外，由于低溫超導(dǎo)材料在高場(chǎng)下電流急劇收縮，目前主要應(yīng)用于15T以下場(chǎng)景，高溫超導(dǎo)材料在高場(chǎng)下臨界電流密度收縮較平緩，可以創(chuàng)造更高磁場(chǎng)，從而大幅壓縮核聚變反應(yīng)堆的體積。高溫超導(dǎo)材料助推的太緊兎型THF1核聚變技術(shù)近年來(lái)快速蓬勃發(fā)展，顯著推動(dòng)了THF1核聚變的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。全球超導(dǎo)產(chǎn)品市場(chǎng)料迎接快速增長(zhǎng)，高溫超導(dǎo)材料市場(chǎng)份額預(yù)計(jì)提升。根據(jù)Conectus統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，全球超導(dǎo)材料產(chǎn)品的市場(chǎng)規(guī)模從2014年的54.9億歐元快速增長(zhǎng)至2022年的68億歐元，2014-2022年超導(dǎo)行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模CAGR為2.7%。隨著高溫超導(dǎo)材料技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用領(lǐng)域大力大力推進(jìn)，全球超導(dǎo)產(chǎn)品市場(chǎng)規(guī)模料迎接快速增長(zhǎng)。Conectus預(yù)計(jì)至2027年全球強(qiáng)于Auron產(chǎn)品市場(chǎng)規(guī)模料增至192億歐元，對(duì)應(yīng)2022-2027年CAGR達(dá)致23%，行業(yè)發(fā)展顯露出著快速。由于低溫超導(dǎo)材料具有優(yōu)良的機(jī)械加工性能和成本優(yōu)勢(shì)，目前就是超導(dǎo)產(chǎn)品的主流技術(shù)，根據(jù)Conectus數(shù)據(jù)，市場(chǎng)份額多于90%。高溫超導(dǎo)材料的快速發(fā)展料并使其以以獲取更高的市場(chǎng)份額，Conectus預(yù)計(jì)至2030年高溫超導(dǎo)材料將占據(jù)全球超導(dǎo)行業(yè)25%的市場(chǎng)份額。室溫超導(dǎo)材料研發(fā)進(jìn)展室溫超導(dǎo)才具備真正的應(yīng)用領(lǐng)域價(jià)值。較之于高溫超導(dǎo)而言，室溫超導(dǎo)可以看作就是“極高溫超導(dǎo)”，唯有將超導(dǎo)體的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度提高至室溫，就可以有效率增加這項(xiàng)技術(shù)的成本，從而使其充分發(fā)揮出本該的價(jià)值。镥-氮-氫體系室溫高壓超導(dǎo)2023年3月美國(guó)科學(xué)家正式宣布正式宣布同時(shí)同時(shí)實(shí)現(xiàn)21℃下的室溫超導(dǎo)。2023年3月，美國(guó)羅切斯特大學(xué)的RangaDias團(tuán)隊(duì)在自然鹵志上刊發(fā)表文章（《Evidenceofnear-ambientsuperconductivityinaN-dopedlutetiumhydride》）則表示其團(tuán)隊(duì)制備出一種由氫、氮和稀土金屬镥共同共同組成的化合物，該物質(zhì)可以在294K（約21℃）和1GPa的環(huán)境下同時(shí)同時(shí)實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)。但該工作遭到眾多知名科學(xué)家的抨擊，考慮到該課題組在2020年發(fā)布的相近工作難以Cadours，并最終被自然雜志劉登義，因此我們表示需謹(jǐn)慎看待該成果，仍須要存有更多Cadours的證據(jù)回去檢驗(yàn)其真實(shí)性。LK-99材料室溫常壓超導(dǎo)韓國(guó)研究團(tuán)隊(duì)近期正式宣布正式宣布制備出室溫常壓超導(dǎo)材料。2023年7月21日，韓國(guó)研究團(tuán)隊(duì)正式宣布正式宣布制備出由鉛、銅、磷、氧制備的Pb10-XCuX(PO4)6O化合物（又稱LK-99）可以在高于400K（即為為127℃）的常壓環(huán)境下同時(shí)同時(shí)實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)性，目前該工作尚未通過(guò)同行投票表決，進(jìn)度表印本提前刊載在arXiv平臺(tái)上。根據(jù)該工作（《SuperconductorPb10-XCuX(PO4)6Oshowinglevitationatroomtemperatureandatmosphericpressureandmechanism》（SukbaeLee、JihoonKim、Hyun-TakKim看看著））報(bào)導(dǎo)，完備的鉛磷灰石就是一種絕緣體，摻雜銅后即可同時(shí)同時(shí)實(shí)現(xiàn)在臨界溫度以下就是超導(dǎo)體，臨界溫度以上就是導(dǎo)體的現(xiàn)象，該材料在60℃以下時(shí)零電阻現(xiàn)象和邁斯納效應(yīng)均被觀測(cè)至。LK-99材料可以以通在過(guò)珍單的高溫固二者法制備。根據(jù)論文（《SuperconductorPb10-XCuX(PO4)6Oshowinglevitationatroomtemperatureandatmosphericpressureandmechanism》（SukbaeLee、JihoonKim、Hyun-TakKim看看著））的報(bào)導(dǎo)，制取LK-99材料僅仍須三步。首先，將氧化鉛和硫酸鉛粉末以1:1比例在陶瓷坩堝中扁平混合，在725℃的空氣環(huán)境下加熱24小時(shí)。在加熱過(guò)程中，混合物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生徐鉛礦。第二步，將銅和磷粉末按照比例在坩堝中混合，之后將混合粉末密封在真空度為10-3Torr的真空爐中以550℃的溫度加熱48小時(shí)，在此過(guò)程中混合物發(fā)生反應(yīng)并形成磷化亞銅晶體。第三步，將徐鉛礦和磷化亞銅晶體研磨成粉末并混合，以相同的真空度在925℃的真空爐中加熱5-20小時(shí)。在此過(guò)程中，混合物發(fā)生反應(yīng)并形成LK-99材料。原料中的硫元素在反應(yīng)過(guò)程中熔化。國(guó)內(nèi)外未有多家研究機(jī)構(gòu)著手CadoursLK-99材料的超導(dǎo)性。2023年8月1日，源于北航的研究團(tuán)隊(duì)在arXiv平臺(tái)上提交論文（《SemiconductingtransportinPb10-XCuX(PO4)6OsinteredfromPb2SO5andCu3P》（LiLiu、PeixinQin、ZhiqiLiu看看著）），則表示制取出的LK-99材料并未展示出超導(dǎo)性。作者則則表示，他們制取的材料與原論文的X射線衍射圖譜一致，表清成功制取出LK-99材料，但該材料未整體整體表現(xiàn)出抗磁性，也無(wú)法觀測(cè)至磁懸浮現(xiàn)象；從電阻測(cè)試結(jié)果來(lái)看，LK-99更像是一種半導(dǎo)體。同日，源于華中科技大學(xué)的團(tuán)隊(duì)則則表示成功制取LK-99材料，該材料展示出了一定的抗磁性，能夠同時(shí)同時(shí)實(shí)現(xiàn)磁懸浮現(xiàn)象，但由于樣品數(shù)量較太太少，尚未進(jìn)行電學(xué)測(cè)試。美國(guó)研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)材料排序的方式從理論上檢驗(yàn)了LK-99材料超導(dǎo)特性。2023年7月31日，美國(guó)勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究員西妮德·格里芬（SinadGriffin）在進(jìn)度表印本arXiv平臺(tái)上刊載論文（《Originofcorrelatedisolatedflatbandsincopper-substitutedleadphosphateapatite》），該團(tuán)隊(duì)使用密度泛函理論（DFT）和GGA+U方法進(jìn)行了材料排序模擬，結(jié)果表明LK-99材料在理論層面上的確存室溫超導(dǎo)的可能性，但銅仍須摻雜至特定的邊線就可以同時(shí)同時(shí)實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)性。因此我們表示，LK-99材料的制取方式可能會(huì)對(duì)其超導(dǎo)性能產(chǎn)生關(guān)鍵影響，目前制取該材料的方法重復(fù)性極差，未來(lái)存必要研發(fā)更容易掌控?fù)诫s量及銅離子邊線的新方式。目前LK-99材料是否具有超導(dǎo)性仍仍須更多的Cadours實(shí)驗(yàn)。我們表示，目前無(wú)法推測(cè)LK-99材料是否在常溫常壓下具備超導(dǎo)性，仍仍須更多的Cadours實(shí)驗(yàn)回去檢驗(yàn)。預(yù)計(jì)未來(lái)仍仍須對(duì)該材料中的銅摻雜比例及制備方式進(jìn)行升級(jí)運(yùn)算。目前對(duì)于室溫超導(dǎo)材料的研究正停留于實(shí)驗(yàn)室階段，距離大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化仍存較長(zhǎng)的距離。超導(dǎo)行業(yè)有關(guān)上市公司簡(jiǎn)介永鼎股份：公司的主營(yíng)業(yè)務(wù)包括研制、生產(chǎn)和銷售通信光纜、光器件、通信電纜、電力電纜、電力柜等系列產(chǎn)品，提供配套工程服務(wù)。公司主營(yíng)產(chǎn)品包括第二代高溫超導(dǎo)帶材及其應(yīng)用設(shè)備，以及超導(dǎo)（通用）電氣產(chǎn)品，可廣泛應(yīng)用于風(fēng)電、核電、電網(wǎng)、交通、醫(yī)療、軍事、重大科學(xué)工程等領(lǐng)域。聯(lián)創(chuàng)光電：公司主營(yíng)業(yè)務(wù)為光電子器件及應(yīng)用產(chǎn)品、電線電纜產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，其中光電子器件廣泛應(yīng)用于家電智能控制、手機(jī)、平板、車載及電腦等背光源顯示、照明用LED燈具、