第二代高温超导带材
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高温超导材料及其在可控核聚变中的应用
2025-11-03 10:35
行业与公司关键要点总结 涉及的行业或公司 * 行业为超导材料行业,特别是高温超导与低温超导领域 [1] * 公司层面未具体提及,但讨论了国内供应商在二代高温超导带材上的生产工艺路径 [22] 核心观点和论据 **超导材料的基本特性与分类** * 判断材料是否具有超导性的三个关键证据是零电阻、完全抗磁性和比热曲线的跳变 [1][4] * 衡量超导材料性能的主要指标是临界温度、临界磁场和临界电流密度 [1][5] * 超导体根据临界场分为第一类(单一临界场)和第二类(上下两个临界场),第二类更具实用性 [6][8] * 根据转变温度以40K为界分为低温超导(<40K)和高温超导(>40K),40K源于BCS理论的麦克米兰极限 [1][8] * 根据产生机制分为常规超导体(符合BCS理论)和非常规超导体(如铜氧化物高温超导) [8] **实用化超导材料的现状与挑战** * 实用化程度最高的是低温超导材料,如铌钛合金和铌三锡,因其成熟的商业模式、易于加工成型和良好的机械性能 [3][9][12] * 低温超导材料需使用昂贵且不可再生的液氦冷却 [9] * 高温超导材料(如铜氧化物)面临的主要挑战是脆性、低强度、高度各向异性导致晶粒连接不紧密,影响大电流传导和规模化应用 [3][13] * 二硼化镁(转变温度约39K)因临界电流密度较低,尚未实现大规模应用 [9] **高温超导材料的制备与发展** * 高温超导带材分为第一代(如BSCCO)和第二代(如稀土钡铜氧) [9][14] * 第一代带材临界电流密度在高场或高温下衰减快,第二代带材通过在金属基带上涂覆薄膜实现,解决了此问题 [3][14] * 第二代带材取得显著进展:典型宽度从6毫米增至12毫米,长度和年产能大幅提升,临界电流密度明显提高,逐渐进入产业化阶段 [3][15] **超导材料的主要应用领域** * 主要应用于强电领域(如核磁共振仪、粒子加速器、可控核聚变磁约束线圈)和弱电领域(如城市输电电缆) [1][10] * 强电领域要求高临界电流密度,弱电领域旨在通过零电阻减少能量损失,但进展缓慢 [1][10] * 可控核聚变技术的发展是超导行业的重要驱动力 [1][11] * 高温超导材料在可控核聚变中的应用基于其零电阻(减少能量损失)和完全抗磁性(维持稳定反应环境) [2] **核聚变应用中的具体挑战** * 核聚变中高温超导材料用于磁约束线圈,需承受大电流、周期性高频电流及由此产生的高应力 [16] * 二代带材的层状结构在高应力环境下可能面临脱落或剥离的挑战,第一代各向同性线缆在高应力下的耐受性可能更具优势 [16][17] * 核聚变点火后,中子辐照可能导致晶体缺陷、引发核反应产生放射性元素和氦气空泡,影响超导性能和机械性能 [18][19] * 失超保护面临挑战:高温超导材料局部失超信号难以捕捉和反馈,可能导致不可逆损坏 [20] 其他重要内容 **研究热点与产业化进展** * 研究热点包括在超高压条件下提升转变温度,但高温并不必然等同于非常规超导 [7] * 基础研究方面,镍基超导材料(常压下临界温度约50K)是重要成果,但距离实用化较远 [21] * 实用化方面主要对现有成熟体系(如二硼化镁、铜氧化物)进行迭代升级,提高临界电流密度等性能 [21] **生产工艺路径的选择** * 国内二代高温超导带材生产工艺主要有三种路径:脉冲激光沉积(PLD)、金属有机化学气相沉积(MOCVD)和溶液沉积法(MOD) [22][23] * PLD工艺简单、薄膜质量高,但设备昂贵、过去沉积速率低 [23][24] * MOCVD技术稳定,高场性能略优于PLD,但前驱体成本高、有毒性 [23][24] * MOD方法成本低、设备投资少,但薄膜密度和性能较差,易产生裂纹影响临界电流密度 [23][25][26] * 方法选择取决于应用场景:常规输电可用经济实用的MOD,高性能需求如核聚变则需PLD或MOCVD以保证带材一致性、均匀性和高临界电流密度 [27]
突发特讯!中国通告全球,成功制备人造太阳关键材料,引发高度关注
搜狐财经· 2025-10-29 12:36
技术突破核心 - 中国成功实现第二代高温超导带材核心材料——吨级哈氏合金C276金属基带的工业化制备 [1] - 哈氏合金C276是镍基合金,拥有超乎寻常的耐腐蚀性能,是托卡马克核聚变装置不可或缺的核心结构材料,能抵御上亿度高温等离子体环境 [3] - 第二代高温超导带材是磁约束核聚变装置的“血管系统”,吨级量产有望大幅降低超导带材生产成本,解决聚变装置大型化的“卡脖子”难题 [5] 战略意义与影响 - 此次突破意味着中国在终极能源赛道上从“跟跑者”向“领跑者”转变 [1] - 实现哈氏合金自主量产将重塑全球能源技术竞争格局,该技术此前长期被欧美企业垄断 [5] - 突破是能源自主的里程碑,核聚变商业化将帮助中国彻底解决对油气资源的依赖,在未来能源格局中占据制高点 [9] - 哈氏合金也是航空航天、舰船动力等高端装备制造的关键材料,实现自主量产有助于在高温合金领域摆脱外部制约,筑牢高端制造和国防安全基础 [9] 成功因素与产业基础 - 中国对核聚变领域的投入具有战略定力,从2006年加入ITER计划到建设EAST装置,持续近20年 [7] - 产业链协同效应显著,从中科院金属研究所的基础研发到西部超导等企业的工程转化,成功打通了从实验室到工业化的全链条 [8] - 中国在高温合金、超导材料领域培养了规模庞大、结构合理的科研梯队,为技术创新提供人才保障 [8] - 中国拥有的全产业链优势和集中力量办大事的攻关模式,相比受产业空心化影响的欧美和资源有限的日韩,展现出巨大战略价值 [8] 行业前景与挑战 - 从材料突破到“人造太阳”并网发电仍面临巨大挑战,如聚变点火时间、能量增益系数Q值等关键指标尚未达标,商用堆建设成本仍是天文数字 [9] - 基础材料的突破是技术革命的先声,此次迈出的是从0到1最艰难也最关键的一步 [9] - 在化石能源危机和气候变暖问题严峻的背景下,核聚变关系到人类文明可持续发展的希望 [10]
小米智能家电工厂正式投产;“人造太阳”关键核心材料实现国产工业化制备丨智能制造日报
创业邦· 2025-10-29 11:27
航空航天与高端制造 - 俄罗斯第二架国产化MS-21验证机试飞成功,主要测试全新国产飞控系统和PD-14型航空发动机 [2] - 首架MS-21验证机已于2025年4月29日完成首次试飞 [2] 新能源与清洁技术 - 世界坝体最高抽水蓄能电站——国网新源江苏句容电站全面投产发电,总装机容量135万千瓦,设计年发电量13.5亿千瓦时 [5] - 中国科学院金属研究所实现可控核聚变用第二代高温超导带材核心材料——高纯净吨级哈氏合金(C276)金属基带的工业化制备 [2] 半导体与人工智能 - 富士康董事会批准投资13.7亿美元用于建设人工智能计算集群和超级计算中心,投资将于2025年12月至2026年12月期间进行 [2] - SK海力士韩国M15X工厂开始安装生产设备,预计明年投入运营,该工厂将成为公司高带宽存储器(HBM)产品的主要生产中心 [9] 消费电子与智能制造 - 小米智能家电工厂在武汉正式投产,工厂一期占地超50万平方米,总投资25亿元,峰值年产能超700万套 [2] - 小米智能家电工厂预计年产值达140亿元,将于明年开启空调的大规模量产 [2]
【新华社】我国科研人员实现“人造太阳”关键核心材料制备
新华社· 2025-10-29 09:21
技术突破 - 成功利用纯净化制备技术实现高纯净吨级哈氏合金的工业化生产 [1] - 攻克基带加工关键技术难题 轧制出厚度仅0.046毫米 宽度12毫米 长度超2000米的超长超薄金属基带 [1] - 基带表面粗糙度小于20纳米 具有优异的热稳定性和力学性能 [1] 材料性能 - 成功熔炼出超纯哈氏合金 材料纯净度各项指标达到进口材料水平 [1] - 材料个别纯净度指标优于进口材料 [1] 产业应用与验证 - 批量化制备的金属基带已在相关企业开展验证工作 [2] - 成功完成近千米高温超导带材的规模化制备 [2] 商业合作 - 已与相关企业达成20吨金属基带供货的框架合作协议 [2] - 双方将继续深化合作 进一步优化制备工艺 [2] 行业意义 - 新成果为制备第二代高温超导带材提供了关键基础材料的自主保障 [1] - 第二代高温超导带材是可控核聚变中"超级磁体"的核心材料 [1] - 此前哈氏合金依赖进口 价格昂贵且供货时间难以保证 [1]
我国制备出“人造太阳”关键核心材料
科技日报· 2025-10-28 16:48
技术突破 - 科研团队成功制备出第二代高温超导带材核心材料哈氏合金C276金属基带,打破了该材料长期依赖进口的局面[1] - 通过自主研发的纯净化制备技术,实现了高纯净度C276合金的吨级工业化制备,其硫、磷等杂质含量低于进口产品,多项指标达到或优于进口材料[2] - 攻克超薄超长基带加工技术难关,将合金轧制成厚度仅0.046毫米、宽度12毫米、长度超2000米的带状材料,表面粗糙度小于20纳米[2] 材料性能 - 该金属基带在液氮温度下强度超高,相当于指甲盖大小面积能承受约19吨重量,且在高温处理后仍保持优异性能[2] - 材料作为超导带材的“地基”,为整个带材提供坚固骨架,保证在复杂工况下不塑性变形、不断裂,确保了超导结构的完整与稳定[1] 产业应用 - 自主制备的C276已在多家企业完成验证,并成功制备出性能达国际水平的高温超导带材,应用于国内相关科技项目[2] - 与东部超导科技(苏州)有限公司达成20吨C276基带的框架合作协议,未来将深化合作以优化制备工艺,推动国产化基带的规模化应用[2] 行业意义 - 第二代高温超导带材是建造可控核聚变装置不可或缺的核心材料,用于产生强大磁场以约束上亿摄氏度的等离子体[1] - 此项进展标志着我国在清洁能源关键材料领域迈出重要一步,为超导技术发展应用提供有力支撑[1][2]
我国科研人员实现“人造太阳”关键核心材料制备
新华社· 2025-10-28 16:48
技术突破 - 公司利用自主研发的纯净化制备技术成功实现高纯净吨级哈氏合金的工业化生产[1] - 公司攻克基带加工关键技术难题成功制备出厚度仅0.046毫米宽度12毫米长度超2000米的超长超薄金属基带[3] - 制备的金属基带表面粗糙度小于20纳米并具有优异的热稳定性和力学性能[3] 材料性能 - 公司成功熔炼的超纯哈氏合金纯净度各项指标达到进口材料水平个别指标优于进口材料[1] - 该成果为制备第二代高温超导带材提供了关键基础材料的自主保障[1] 产业应用 - 第二代高温超导带材是可控核聚变中"超级磁体"的核心材料用于制造约束上亿摄氏度等离子体的强大磁场[1] - 用于超导带材生产的金属基带主要采用哈氏合金制造此前中国该合金完全依赖进口价格昂贵供货时间难保证[1] - 公司批量化制备的金属基带已在相关企业完成验证并成功完成近千米高温超导带材的规模化制备[3] 商业合作 - 公司已与相关企业达成20吨金属基带供货的框架合作协议双方将继续深化合作进一步优化制备工艺[3]
刚刚,A股刷屏!
天天基金网· 2025-10-28 13:16
市场整体表现 - 沪指于10月28日站上4000点,为2015年8月以来首次,截至午盘上涨0.21%报4005.44点 [3][5] - 深证成指涨0.52%,创业板指涨1.35% [5] - 在岸人民币兑美元升破7.10关口,创2024年11月以来最高水平,有望增强外资配置人民币资产意愿 [5] - 证监会发布合格境外投资者制度优化工作方案,并计划推出再融资储架发行制度,进一步拓宽并购重组支持渠道 [5] 可控核聚变板块 - 可控核聚变概念股连续多个交易日上涨,东方钽业4天3板,安泰科技2连板 [3][9] - 截至午盘,安泰科技、东方钽业涨停,楚江新材涨近9%,西部超导、永鼎股份、纽威股份涨超7% [9] - 关键技术突破:中国科学院金属研究所团队成功实现高纯净吨级哈氏合金(C276)金属基带的工业化制备,材料纯净度指标达到或优于进口材料水平 [9][10] - 可控核聚变产业链上游为原料供应(钨、铜、特种钢材、特种气体),中游为技术研发与装备制造,下游为发电运营 [11] - 行业已进入资本开支扩张阶段,高价值量环节具备高技术壁垒特征 [11] PCB板块 - PCB概念股集体走强,艾森股份、美联新材涨超11%,景旺电子、华正新材、宏和科技、大为股份等涨停 [6] - 生益电子大涨近10%再创历史新高,公司预计2025年前三季度营业收入为66.14亿元到70.34亿元,同比增加108%到121%;归母净利润为10.74亿元到11.54亿元,同比增加476%到519% [6] 国产软件板块 - 国产软件概念股表现活跃,榕基软件、格尔软件、达华智能涨停,方直科技、金山办公涨超8%,福昕软件、信安世纪涨幅超过6% [7] - 政策支持新质生产力与科技自立自强,国产软硬件公司下游需求有望加速改善,部分龙头已进入业绩兑现期 [7] 商业航天板块 - 商业航天概念股探底回升,航天发展涨停,航天智装、航天科技、航天环宇、国科军工等走强 [7] - 天兵科技完成天龙三号火箭"一箭36星"分离试验,创下国内应用场景卫星数量最多纪录,标志商业航天在多星部署、大运力交付能力上取得突破 [7] 其他活跃板块 - 福建板块延续强势,平潭发展8天6板,福建水泥2连板,海峡创新、厦门港务等近10只个股涨停 [5] - 大金融板块临近午盘出现异动,瑞达期货直线涨停,汇金股份、南华期货、同花顺、华鑫股份、东兴证券等冲高 [8]
吨级工业化制备!我国可控核聚变关键材料取得重要进展
科技日报· 2025-10-28 11:44
核心观点 - 中国在可控核聚变关键材料领域取得重要进展 成功制备出第二代高温超导带材核心材料哈氏合金C276金属基带 标志着在清洁能源关键材料领域迈出重要一步 [1][3] 技术突破 - 研究团队通过自主研发的纯净化制备技术 成功实现高纯净度C276合金的吨级工业化制备 [3] - 攻克超薄超长基带加工技术难关 将合金轧制成厚度仅0.046毫米 宽度12毫米 长度超2000米的带状材料 [3] - 材料表面光滑如镜 粗糙度小于20纳米 在液氮温度下强度超高 相当于指甲盖大小面积能承受约19吨重量 且高温处理后仍保持优异性能 [3] 材料应用与影响 - 第二代高温超导带材是建造可控核聚变装置不可或缺的核心材料 用于产生强大磁场约束上亿摄氏度的等离子体 [3] - 自主制备的C276已在多家企业完成验证 成功制备出性能达国际水平的高温超导带材 并应用于国内相关科技项目 [3] - 该成果打破了哈氏合金C276金属基带长期依赖进口的局面 [1]
吨级工业化制备!我国这一关键材料取得重要进展
环球网资讯· 2025-10-28 09:36
技术突破 - 成功制备出第二代高温超导带材核心材料哈氏合金C276金属基带,打破该材料长期依赖进口的局面[1] - 通过自主研发的纯净化制备技术实现高纯净度C276合金的吨级工业化制备[3] - 攻克超薄超长基带加工技术难关,将合金轧制成厚度仅0.046毫米、宽度12毫米、长度超2000米的带状材料,表面粗糙度小于20纳米[3] 材料性能 - 该材料在液氮温度下强度超高,相当于指甲盖大小面积能承受约19吨重量[3] - 材料经高温处理后仍保持优异性能[3] 应用与验证 - 自主制备的C276已在多家企业完成验证,并成功制备出性能达国际水平的高温超导带材[3] - 材料已应用于国内相关科技项目[3] 行业意义 - 该进展标志着在清洁能源关键材料领域迈出重要一步[1] - 第二代高温超导带材是建造可控核聚变装置不可或缺的核心材料,用于产生强大磁场约束上亿摄氏度的等离子体[3]
为“硬核”工业装上智慧大脑
中国青年报· 2025-09-27 06:39
中国工业总体成就 - 中国全部工业增加值达40.5万亿元,制造业增加值达33.6万亿元,总体规模连续15年保持全球第一 [1] - 预计“十四五”期间中国制造业增加值增量达到8万亿元,对全球制造业增长贡献率超过30% [1] - 第25届中国国际工业博览会吸引来自28个国家和地区的近3000家展商参会 [1] 智能制造与机器人技术 - 节卡智能机械臂重复定位精度达到±50微米,依托实时协同控制与图形化拖拽编程技术,已在汽车零部件搬运、航空发动机检测等领域完成批量验证 [2] - 越疆机器人展示多形态机器人协同工作的“未来工厂”缩影,其平台化兼容能力允许企业无需大规模改造现有产线即可实现机器人快速接入与协同作业 [2][3] - 上海交大智邦全球首发智能体机床μAI,实现全球首个“零人工经验”的加工路径自主生成,机床具备10个“大脑”的自主探索与自进化能力 [3] 绿色能源与高端装备 - 上海电气展示全球首个风电耦合生物质绿色甲醇一体化示范项目,利用玉米秸秆等废弃物通过“绿电制氢+生物质气化”模式生产绿色甲醇 [4][5] - 展会展示“华龙一号”核电装备、先进小堆浮式发电平台、可控核聚变等重大技术成果 [5] - 中广核数科“和睦系统”作为中国首个自主核电站核安全级数字化仪控系统,已应用于33台在运在建核电机组,保障安全稳定运行80堆年 [5] 前沿材料与产业赋能 - 上海超导展示第二代高温超导带材,在液氮环境下实现零电阻,可应用于可控核聚变、超导电力等前沿领域 [6] - 海智在线通过AI工具构建数字化产能地图,帮助浙江宁波一家工厂将工艺拉伸比从“1:2.5”提升至突破性的“1:3.5”,成功进入航空航天和医疗器械领域 [7]