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《中国制造2025》涉及关键材料大解析(电力装备篇)

2016-08-29 08:35来源:新材料在线关键词:电力装备变压器中国制造2025收藏点赞

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3.3超导材料

众所周知电学物理知识告诉我们,电力传输的载体电阻越大,同样的功率条件下,损耗(发热)就会越大,因此电力输送过程中,需要尽可能低的电阻。因此,理想的零电阻的超导材料是电力传输最具前景的材料。特别是“40K以上铁基高温超导体的发现及若干基本物理性质研究”荣获2013年度国家自然科学奖一等奖,再次把超导材料推向风口浪尖和国家战略的高度。

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,能够无损耗地传输电能。另外,超导材料处于超导态时,只要外加磁场不超过一定值,磁力线不能透入,超导材料内的磁场恒为零。

根据组成和转变温度的不同,超导材料可分为低温超导材料和高温超导材料。低温超导材料主要有NbTi和Nb3Sn材料;高温超导材料主要有Bi-Sr-Ca-Cu-O(BSCCO)和Y-Ba-Cu-O(YBCO)材料、MgB2超导材料、铁基超导材料,如图7-9。

超导材料具有的优异特性使它从被发现之日起,就向人类展示了诱人的应用前景。但要实际应用超导材料又受到一系列因素的制约,这首先是它的临界参量,其次还有材料制作的工艺等问题(例如脆性的超导陶瓷如何制成柔细的线材就有一系列工艺问题)。到80年代,超导材料的应用主要有:①利用材料的超导电性可制作磁体,应用于电机、高能粒子加速器、磁悬浮运输、受控热核反应、储能等;可制作电力电缆,用于大容量输电(功率可达10000MVA);可制作通信电缆和天线,其性能优于常规材料。②利用材料的完全抗磁性可制作无摩擦陀螺仪和轴承。③利用约瑟夫森效应可制作一系列精密测量仪表以及辐射探测器、微波发生器、逻辑元件等。利用约瑟夫森结作计算机的逻辑和存储元件,其运算速度比高性能集成电路的快10~20倍,功耗只有四分之一。

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