韩国订购美国超导公司3000公里超导线材
国内外高温超导材料的研究发展概述
国内外高温超导材料的研究发展概述***（材料科学与工程学院，中国计量学院，浙江杭州，310018）摘要超导材料技术是21世纪具有战略意义的高新技术，极具发展潜力和市场前景。
本文主要从美国、日本、欧洲国家、韩国等国外国家的相关研发计划、政策以及主要科研机构的研发概况出发，结合中国发展现状阐明目前国内外超导材料技术的研究政策和方向。
关键词：超导材料技术；超导计划；超导应用；超导发展；研究方向中图分类号：文献标识码：文章编号：The development and application of high temperaturesuperconducting materials***（College of material science and engineering, China Jiliang University, ZhejiangHangzhou 310018）AbstractSuperconducting materials and technologies are strategically high-tech in the 21st century, and have highly potential andmarketprospects. This paperanalyzed the R&D programs and policies of the United States, Japan, European countries, SouthKorea, as well as R&D priorities of major scientific research institutions, introduced the current progress of superconducting materials and technologies research policies and priorities abroad.Keywords: Superconducting materials and technologies,Superconductivity Projects, R&D institu- tes,Research priorities0 引言超导材料技术是二十一世纪具有战略意义的高新技术，极具发展潜力和市场前景。
新材料先行超导产业化进程加快
专 家认 为 ，第 二代 高温 超 导带 方 云 南英 纳 超 导公 司和 设备 方天 津 产业 化 的条 件 ，但这 是 一个发 展方
材 产 业化 生产 以后 ，可有 效 解决 人 百利 电气 （ ０ ４ ８ ６ ０ ６ ）。 口密 集 的大 都 市圈 电力扩 容 问题 ， 向，一 定要通 过 扩大 示范 来刺 激 技 此外 ，国家 电网正 在筹 建 一条 术 发 展 ，从 而推 动整 个超 导产 业进
的考虑 范围 。 家 告诉记 者 ， 东、 世 界 首 台２ ０ Ｖ 导 限流 器 项 目即 和 技术 加速 发展 。 专 华 ２Ｋ 超
华南 许 多大 型 城 市 目前 已面 临 这样 将 挂 网运行 ，这是 我 国超 导产 业 继 不过 ，来 小康 接 受本报 记 者专
的 问题 ：城 市 扩 容 太 快 ，用 电量 猛 云 南普 吉和 甘肃 白银两 大 项 目之后 访 时表 示 ，现在 超 导线 材价格 比起
才 刚刚 拉 开帷幕 ， 目前主 要 应用 在 研制 的世 界首座 超 导 变 电站 在甘 肃 之 比为例 ，中 国 的输 电损 耗率 可达
超 导 限流器 。
省 白银 市 正式投 入 电网运 行 ，又 为 ８ 以上 ，而 高温 超 导 电缆 几 乎可 以 ％
实现 零损 耗 。
“
一
超 导 限流 器用 于 短路 电流 ，后 超 导产 业 化打 下 非常 重要 的基础 。
新 材料 领域 的跨 越式 转 型 。 由于第 二代 高温 超 导带材 与普
永鼎 股份 半年报 显 示 ，在今 年 通 电力 电缆 相 比 ，同载流 密度 下 的
的成 本还 有可 能降低 到 目前 价格 的 ６ 曰实施 的增 资扩 股 方案 中 ，技 成本 仍然 高 出 了数倍 ，国 内外 都 只 月８
超导输电通道将被应用到美国第一个可再生能源市场中心
可再生 能源 市场 中心
美 国超 导将 向 Ｔ ｅ ｒｓＡｍｉａ 级变 电站 提供 超 导线 ｇ ｓ超
材 和 电缆系 统 。
美国超导参与 Ｔ ｅ Ａ ｇｓ项 目 ｒｓ ｍｉａ
美 国各 个 电 网的连 接 点需 要 兆瓦 级 的地 下 电缆和 电 力转 换系 统 ， 这样 超 导输 电通 道就 成 为 Ｔｅ ｍｉａ ｒｓ Ａ ｇ ｓ超级
Ｖ１ ０ ｏ３ ００ ｏ． Ｎ． ３ ２１ ３ ． ［ 业追 踪】 行
● 天津 ＡＢＢ开 关
２０ ０ ８年 ８月 ２ ２日， 电力 和 自动化 技 术 的巨头 ＡＢ Ｂ 集 团，迎 来 了新 的成员一 一天 津 ＡＢ 开关有 限 公司 。该 Ｂ 公司也 是 ＡＢ 在 中国建 立 的第 ２ Ｂ ６家 公司 ，将 为用户 提 供 及 制造 ，销 售 和售 后 服务 为 一体 的全 程 服 务 ，产 品涉 及 １ Ｖ 至 ４ ． ｋ 的 中压 开关柜 。公司会 参 与大规 模 ２ｋ ０５ Ｖ 的基础 设 施项 目建设 ，如发 电站 ，污水 处 理 ，隧道 和 地
电线 都 和 直流 超 导 电缆 相 连 。作 为 一 个平 衡 主 体 ，Ｔ ｅ ｒｓ Ａｍｉａ ｇ ｓ将 会 帮助 确 保 三 个 电网 内多个 可 再 生 能源 向美 国、加 拿 大和 墨西 哥输 电过程 中的效 率和 可靠性 。 Ｔ ｅ ｇ ｓ ｒｓ Ａｍｉａ 超级 变 电站将 会扮 演 电力枢 纽 的角色 ，
航空超导电驱动力系统发展研究
基于超导电驱的航空电推进系统具有高功率密度、高转换效率和低损耗等优势，是大功率航空动力系统的重要发展方向。
俄罗斯、美国和欧洲的相关研究团队对于超导电驱动力系统纷纷开展技术探索和方案预研，为超导技术在下一代飞行器的应用提供理论基础。
面向航空业节能减排、绿色低碳的发展目标，美国和欧盟对于下一代飞行器在噪声、燃油消耗和污染物排放等方面分别提出了量化指标，而飞机动力系统技术的进步与革新是进一步提升燃油利用率、降低排放的必要保证。
电推进技术是航空技术发展的重要方向，已成为下一代飞行器的一种可行的选择。
将电推进系统应用于大型飞行器的主要挑战为功重比，当前涡轮发动机的功率密度在3～8kW/kg之间，而传统工业电动机的功率密度通常低于2.5kW/kg，难以满足大功率电动飞机的动力需求。
超导材料在一定低温环境下可以体现超导特性，能够以几乎为零的电阻传导非常大的电流，能量损耗非常低。
超导电机使用超导材料替换传统电机的绕组材料，可以大幅提高导体电流密度并且减小损耗，从而提高电磁负荷、提升电机效率及功重比，成为传统发电机和电动机的有利替代者。
因此，超导航空电驱动力系统应运而生，成为解决大功率航空电推进系统已有问题的很有前景的方案。
超导电机发展与特点分析自1976年美国应用超导大会上首次提出机载超导电机以来，超导电机已经发展出低温超导电机与高温超导电机等不同超导材料的类型，以及半超导电机和全超导电机等不同结构的类型。
目前高温超导电机的功率密度已超过10kW/kg，大幅超过传统机载电机，甚至优于涡轮发动机的功率密度，而且高温超导体的临界温度高于液氮沸点，制冷成本较低，逐渐成为超导电机的主流研究方向。
半超导电机是指使用超导材料替代励磁绕组或电枢绕组的电机，通常可分为定子型和转子型，但定子半超导型电机因交流损耗较大导致电机转速受限、效率较低，因此转子超导型是半超导电机的主要研究对象。
转子半超导电机仅使用超导材料替代常规的转子线圈，利用超导励磁绕组中的直流电场产生高强气隙磁场，没有交流损耗，电机效率很高。
高温超导涂层带材接头工艺研究进展_张涵
超导带材具有良好的电气及机械性能，因此，被认
表 1 国内外商用 ReBCO 涂层带材生产现状
Tab． 1 Production development of ReBCO coated tape at home and abroad
国家 美国 美国 韩国 俄罗斯 日本 中国
生产厂家 Super Power
由于搭接式接头电阻最低［3，4］，对 于 没 有 特 殊需要的应用中一般采用搭接式焊接，因此，许多 小组都对这种接头形式进行了研究。韩国延世大 学［3］研究了桥接法中辅助带材的数量、排列方向 等因素对接头电阻特性的影响，并对比了桥接式 接头与搭接式接头的电阻差异。韩国安东国立大 学［4］给出了 对 接 式 接 头 与 搭 接 式 接 头 之 间 的 电 阻差异。法国原子能委员会研究中心 （ CEA） ［5］ 也采用了桥接式接头，研究了双饼线圈之间的圆 筒形桥接式接头制作方法。日本东北大学［6］，基 于上述基本结构又提出了多层带材叠加的可拆卸 接头形式，其特点是将多根带材通过一个接头连 接在一起，77K 自场条件下临界电流达到 1600A， 该接头用于一种小型托克马克等离子磁体中可拆 卸的超导线圈的组装，其接头结构示意图如图 3、 图 4 所示。该小组还提出了在接头接触面之间添 加薄铟片以提高接触面积从而降低接头电阻的方
目前，低温超导体 （ NbTi，Tc = 9． 3K； Nb3 Sn， Tc = 18． 2K） 接头制作工艺已经比较成熟，通常单 个接头电阻值为 10 － 13 ～ 10 － 14 之间［1］，这使得具 有高电感值的低温超导磁体的磁场衰减率一般小
收稿日期： 2016 － 01 － 21 基金项目： 国家自然科学基金（ 51475389） ； 中央高校基本科研业务费资助项目（ 2682014CX039； 2682014ZT26） ； 牵引 动力国家重点实验室自主研究课题（ 2013TPL_T05； 2015TPL_T05） 。 作者简介： 张涵（ 1986 － ） ，男，在读硕士，研究方向： 高温超导磁体。
超导材料研发及近期应用情况
超导材料研发应用近期概况德国著名学府和研究院近期发表的一篇文章[1]，共70页，全面从详介绍了当前超导材料的科研和应用现状。
加拿大皇后大学发表了一篇文章[2]，系统的总结了元素和简单化合物的超导行为。
现试将其部分主要内容，结合一些相关资料，简要归纳如下，供参考A/，引言。
超导现象，自从1911年被发现后，始终是引起人们强烈兴趣的主题。
没有电阻的电流意味著在节能，高效和环保等多方面难以想象的巨大经济利益。
同时他又不是一个简单的完全导体，还具有在1933年发现的超导体排斥磁场的麦斯纳(Meissner)效应。
这是完全导体所无法解释的现象。
因此应该把它看作是一种物质的全新热力学状态。
[1,2]随着制冷技术和高压实验技术的发展，特别是1968年时，实验装置所允许的最高压力为25GPa, 而今已达260GPa. (1 GPa=10197.16 kg/cm2~10000kg/cm2). 于是越来越多的元素和化合物，都已观察到超导现象。
超导已不再是稀有罕见的奇迹，而是相对普偏现象。
Fig.1, 超导元素周期表[2]Fig.2, 在某些情况下，可能诱导产生超导现象的不同途径[2]Fig.1用周期表的形式标明了那些元素在常压下，就有超导行为（粽色，标明了Tc值），那些元素在加压条件下，表现出超导行为（绿色，标明了Tc值及所需压力GPa）。
白色标明了那些元素尚未观察到超导现象。
Fig.2表明。
许多通常没有超导行为的物质，可能有多种途径使之表现出超导现象来, 例如加压[3]，辐照[4]，掺杂[5], 冷淬沉积薄膜[2]，接近效应诱导[6]，结构物象诱导[2]等。
见图2。
虽然Fig.1,2能增进我们对超导现象的认识，但其使用价值自然远不如高温超导。
1987年Tc=93 K的YBCO的出现，震动了全世界。
从此可用液氮取代液氦。
实现了巨大的经济利益。
同时也掀起了寻找更高转变温度新材料的高潮。
由于科研人员克服了重重困难，目前高温超导的最高临界温度已在常压下达到135 K, 在31 GPa高压下，达到164 K[7].Fig.3, 高温超导的研发进展1956年Cooper 提出了基于电子与声子地相互作用而形成的cooper pair 理论[8]， 1957年, Bardeen, Cooper 及 Schrieffer 通过复杂的数学推导提出的超导理论简称BCS理论，是超导理论研究方面的重要成就[9]。
国内外超导技术的发展及对比分析
国内外超导技术的发展及对比分析邵虹成欢武汉船用电力推进装置研究所中日超导技术在线材上的应用比较日本是首个宣布获得175K的超导材料的国家，之后不久，美国、中国、俄罗斯、德国及丹麦等国也相继有了突破性的研究报告，有的甚至发现了308K的超导迹象，该温度已达到常温的转变温度。
目前，日本有着100多家研究所在研究新超导材料，其中20%以上是企业的研究所。
一些公司已经用陶瓷系列超导材料制成线材。
日本许多研究机构和企业也纷纷行动起来。
研究热潮甚至影响了国际稀土市场，制作超导材料的一等稀土元素在国际市场上空前紧俏，一场超导技术在各个领域应用的激烈竞争正在各国展开。
我国是稀土资源丰富的国家之一，成矿条件优越，甚至可以说是得天独厚，探明的储藏量位居世界之首，在发展超导线材应用上占有一定优势。
几乎所有的电动机械（从尖端军事机械到普通家用电器）都离不开稀土元素制成的磁材料。
然而，近年来随着中国大量出口稀土，中国已经成为世界最大的稀土生产、出口国，满足了世界30%的稀土资源需求。
据报道称，中国大量且廉价出售稀土使得日本等国趁机收购并储存了足量稀土，数量够用几十年。
业内人士甚至估计说，日本储存的稀土资源甚至已够用四五十年。
因此，中国在加强管理稀土资源出口的同时，应积极利用稀土资源为我国的超导材料发展和工业上应用做出贡献。
超导材料具有极其优越的物理特性：一是零电阻效应，二是约瑟夫逊效应，三是迈斯纳效应。
特别是在军事领域的应用，专家预计会更为广泛。
采用超导材料，可使许多重要的军用装备如舰艇，飞机，装甲车，导弹，聚能武器等的性能得到大幅度的改善。
1992年，世界第一艘超导舰船在日本研制成功，时速高达180km，如果超导船应用化，就可导致整个海运发生重大变化[3]。
目前，世界上高温超导材料形成了YBCO、BSCCO、TBCCO、HBCCO等四类，其转变温度分别是95K、110K、125K和135K。
日本住友公司SEI是世界上首先提出发展BSCCO导线的公司之一，并用试验证实了高温超导材料在许多方面比低温超导材料更具优越性和稳定性。
高温超导材料
高温超导材料樊世敏摘要自从1911年发现超导材料以来，先后经历了简单金属、合金,再到复杂化合物，超导转变温度也逐渐提高,目前，已经提高到164K(高压状态下)。
本文主要介绍高温超导材料中的其中三类：钇系(YBCO)、铋系（BSCCO)和二硼化镁(MgB2)，以及高温超导材料的应用。
与目前主要应用领域相结合，对高温超导材料的发展方向提出展望。
关键词高温超导材料，超导特性，高温超导应用1 引言超导材料的发现和发展已经有将近百年的历史，前期超导材料的温度一直处于低温领域,发展缓慢。
直到1986年，高温超导（HTS）材料的发现，才进一步激发了研究高温超导材料的热潮。
经过20多年的发展，已经形成工艺成熟的第一代HTS带材—-BSCCO带材，目前正在研发第二代HTS带材-—YBCO涂层导体,近一步强化了HTS带材在强电领域中的应用。
与此同时，HTS薄膜和HTS块材的制备工艺也在不断地发展和完善，前者己经在强电领域得到了很好的应用，后者则在弱电领域中得到应用，并且有着非常广阔的应用前景.2 高温超导体的发现简史20世纪初，荷兰莱顿实验室科学家卡默林昂尼斯（H K Onnes）等人的不断努力下，将氦气液化［1-7］，在随后的1911年，昂尼斯等人测量了金属汞的低温电阻，发现了超导电性这一特殊的物理现象.引起了科学家对超导材料的研究热潮。
从1911到1932年间，以研究元素超导为主，除汞以外,又发现了Pb、Sn、Nb等众多的金属元素超导体;从1932到1953年间，则发现了许多具有超导电性的合金，以及NaCl结构的过渡金属碳化合物和氮化物，临界转变温度(Tc）得到了进一步提高；随后，在1953到1973年间，发现了Tc大于17K的Nb3Sn等超导体.直到1986年，美国国际商用机器公司在瑞士苏黎世实验室的科学家柏诺兹（J。
G。
Bednorz）和缪勒（K。
A。
Müller）首先制备出了Tc为35K的镧—钡—铜—氧（La—Ba—Cu-O）高温氧化物超导体，高温超导材料的研究才取得了重大突破［10,11］。
通电超导线圈的力学问题研究
通电超导线圈的力学问题研究超导磁体是国际热核聚变实验堆（ITER）的核心部件，超导磁体设计和制造涉及材料科学、力学、电磁学等多种学科。
超导磁体线圈自身会产生强磁场。
由于洛仑兹力的作用，超导磁体线圈内部会承受极大的电磁应力。
过高的电磁应力会对超导磁体的失超特性和退化性能产生巨大的影响。
因此有必要对绕制成功后的超导磁体线圈在通电情况下、在自身强磁场中的机械应力与电磁应力进行详细的分析。
本文考虑在制备超导磁体线圈时由于绕制张紧力引起的内部应力应变的基础上，进一步分析了通电超导磁体线圈在自身磁场作用下的应力应变行为，在前人提出的研究超导线圈绕制应力的理论模型基础上整合通电超导磁体线圈内部电磁应力，得到了通电超导磁体线圈的应力应变理论模型，计算了通电后超导磁体线圈沿半径方向的径向应力和环向应力的分布，在该理论模型分析的基础上为多挠组、高性能超导线圈的设计和制备提供理论指导。
关键词：超导线圈;超导螺线管磁体;绕制应力;电磁应力;分立绕组第一章绪论1.1 研究背景1911年荷兰低温物理学家昂纳斯（Onnes,Heike Kamerlingh1853-1926)研究汞在低温下的电阻跃变从而发现了超导电性，开创了人类研究超导问题的新领域。
相继在随后几十年里麦斯纳（Meissner）等人发现的麦斯纳效应、巴丁（Bardeen）等人结合量子力学在微观层面上分析超导电性起因的超导微观理论（BCS理论）并随后由麦克米伦（McMillan）发展成为强耦合理论，超导理论已经发展成为了一套完整的系统的理论。
20世纪80年代，随着高温超导氧化物的发现，使得人类对超导材料的研究和制备进入了一个更加活跃的时期。
由于超导磁体具有高电流密度、零电阻效应以及可以产生高场强、高均匀的磁场，已经在工业、医疗、交通运输、环境保护、电力系统、科学研究等领域有了广泛的应用，随着低温技术的发展，超导磁体系统的性能有了飞速的提高。
进入21世纪，超导研究的结果应用到一个建造约需10年、耗资约50亿美元的包括美国、俄罗斯、欧盟、中国、印度、日本、韩国7个国家和地区参与的，目前环球领域最大、影响最为深远的国际科研项目——国际热核聚变实验堆（ITER），其目的是制作一个可自持燃烧的超导托卡马克聚变实验堆，以便对未来聚变反应堆和商用聚变堆的物理问题和工程问题做深入的探索。
超导材料的发展和前景应用
超导材料的发展和前景应用摘要：超导现象发现100年以来，各类新型超导体层出不穷，然而山于本征特性、低温条件、合成技术及环境因素等限制使许多超导材料失去了实用性。
首先简要概述了超导材料的应用，特别是在先进电网中的应用需求和前景，分析了国内超导材料的发展趋势和市场需求情况。
关键词：超导材料；超导应用；超导发展0 引言超导材料是一种具有超导特性的新型材料，它在一定低温条件下能排斥磁力线并且呈现出电阻为零的现象。
超导现象从1911 年发现至今已有100 年，在这百年历史中超导材料的发展经过了一个从简单金属到复杂化合物，即由一元系到二元系、三元系直至多元系及高分子体系的过程。
超导体之后，在新世纪之初又有两类比较接近实用的超导材料被发现，即MgB=和Fe基超导体，新型超导体可谓层出不穷。
然而，由于各自不同的本征特性、低温条件、合成技术及其环境污染等因素，各类超导体的实用化水平相差很大，有的基本失去实用性，仅能适于基础研究。
我国对超导体材料的探索以及相关的材料科学基础性研究方面一直保持或接近世界前沿，1989 年我国已研制成临界温度为132K 的超导体，1998 年7 月24 日，我国第一根由铋系高温超导材料制成的输电电线问世，性能达到世界先进水平。
近年来，美、日、韩和欧洲多国，己先后成功研制出氏度超过100 m，最氏达到1 000 m且能够传输100 A以上超导电流的第2代高温超导带材，使氧化物高温超导材料在能源、电力、交通运输、强磁体和军事领域的大规模应用成为可能，应用第2代高温超导带材进行的电力示范工程也在不断增加。
可以预见，正如半导体带来了资讯时代、光纤带来了传讯时代，高温超导材料将从根本上改变人类的用电方式，给电力、能源、交通以及其它与电磁有关的科技业带来革命性的发展。
本文在简要概述超导材料应用，主要是强电应用之后，分析几种典型的实用超导材料的发展趋势和市场需求，进而明确当前发展新型电力传输材料—第二代高温超导带材的必要性。
韩拟用超导电缆构建国家电网
躐 【术月 技应 】
一
麓嚣嚣 瓣》 Ｉ
救
１ ０ 年 前 ． 荷 兰 物 理 学 家 海 多 ０ 克 ・ 卡默 林 ・ 昂尼斯 发现 ．将 水银 在
网 ．更像 是一 次 时 尚运动 ”而 非技 术 变革 。但韩 国 作为世 界绿 色技术 领
先 国 ．在 高效 能源 和替代 能源 技术 方 面 的 投 入 确 实 远 远 超 过 其 他 很 多 国
（Ｅ Ｃ Ｋ Ｐ Ｏ）的商业 配 电电网 中 。 美 国 超 导 公 司 并 没 有 说 明韩 国 今年 订购 如此 大量超 导线 材 的意 义 ，
在干 变 电站 ．这里 需要 用一个 小型 的 泵设 备让 液 氮在 电缆 中循环 。但是 从 外部 来看 ．甚 至分 辨不 出传统 的 电缆 和超 导 电缆有 什 么区别 。花很 长 时间 和 很 多资金 去构建 电 力设施 ，付诸 使 用 ，不能 仅仅 是 为了 它们 听起 来跟 传 统 电缆很 不一 样 。
用 这 些 超 导 线 来 发 展 现 代 电
【 术应 用 Ｊ 技
Ｙ Ｃ 作 为 内芯 来 制 造 超 导 线 ，外 面 ＢＯ 涂覆 一层 铜 、不锈 钢或 黄铜 以增加 强 度 。三 氧 化 二 钇 ｛ ２ ３ Ｙ ０ ）纳 米 点 分 布在 Ｙ Ｃ 涂 层 上 能 使 电 流稳 定 地 ＢＯ 通 过 。通过 控 制导线 周 围的磁 场 ，可 使 电流 传输 能 力大大 提 高。 弗雷德特 说 ，我 们 已经使 这一 过程 的成本 大 大 降低 ，当大 规模 生产 的 时候 ，制造 导 线 必然 更加便 宜。 目前不 管是在 美 国 还 是 在 欧 洲 ，很 多试 验 都 已 成 功 ， Ｙ Ｃ 导 线 带 来 的 利 润 将 会 越 来 越 ＢＯ
高温超导电机技术的研究现状与应用前景浅析
高温超导电机技术的研究现状与应用前景浅析作者：郑军来源：《新材料产业》 2017年第8期文/ 郑军武汉船用电力推进装置研究所高温超导线材的性能和商业化水平自2000年以后取得重大进展，相对低温超导线材其超导转变温度和载流能力大幅提高，使高温超导应用技术取得突破，成为新世纪重大高新技术。
高温超导电机作为前沿技术已被列入我国《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》，加快高温超导电机的研究具有十分重要的战略意义。
高温超导电机中用高温超导线圈取代常规铜线圈，低温下具有零电阻特性，载流能力远大于铜导线，在给定空间内能产生很强的磁场，通过先进的设计可以使大容量高温超导电机体积和质量为常规电机的约1/2和1/3，具有高功率密度、高效率、低振动噪声、过载能力强、无周期热负载等优点。
在船舶电力推进、直驱风力发电、大功率电气传动、工业发电、航天发射等许多大中型电机应用领域，特别是对电机体积、质量有严格要求的船舶电力推进和直驱风力发电领域有着十分诱人的应用前景。
一、高温超导电机技术国内外研究现状1. 国外研究现状国外对高温超导电机的研究十分重视，美、德、日、韩等国采取一系列措施，完善体制，增加研究经费，制定研发计划，并取得了重大的突破。
美国早在1987年就开始研究高温超导材料在电机领域应用的可能性，主要单位有美国超导公司（AMSC）、Roc kwe l lAutomation公司、Reliance Electric公司、电力研究所（E P R I）等，美国高温超导电机研发的历程如图1所示。
2000年7月，1 000hp、3 600r/min高温超导电机研制成功。
该电机被认为是高温超导电机商业化应用的里程碑，其获得的设计经验预示着已掌握了进入大功率高温超导电机设计大门的金钥匙。
2004年，5MW、 230r / m i n的高温超导电机的满负荷试验顺利完成。
该电机是为了建造全尺寸船用推进电机，摸索技术工艺而进行中间认证的环节。
高温超导电缆在大都市电网的应用前景
高温超导电缆在大都市电网的应用前景李红雷;林一;黄兴德【摘要】阐述了超导电力电缆的特点.分析了韩国、德国最新的超导电缆工程,以及上海宝钢示范工程.提出了超导电缆商业化运行的建议:超导电力电缆系统应大容量设计,并采用LCC模型进行经济性评估.【期刊名称】《电力与能源》【年(卷),期】2017(038)003【总页数】3页(P255-257)【关键词】高温超导电缆;电力电缆;电网【作者】李红雷;林一;黄兴德【作者单位】国网上海市电力公司电力科学研究院,上海 200437;华东电力试验研究院有限公司,上海 200437;国网上海市电力公司电力科学研究院,上海 200437;华东电力试验研究院有限公司,上海 200437;国网上海市电力公司电力科学研究院,上海 200437;华东电力试验研究院有限公司,上海 200437【正文语种】中文【中图分类】TM726.4超导电力电缆的发展经历了交/直流低温超导电缆、热绝缘交流高温超导(HTS)电缆、冷绝缘交流高温超导电缆和冷绝缘直流高温超导电缆等研发和应用阶段。
国内外相继有一些超导电缆工程投入运行。
从技术水平和应用情况看，超导电缆本体技术基本成熟，进入试验示范和商业化运行阶段。
国内有多个城市正在积极调研和选址，准备立项公里级超导电缆工程，预计几年内国内外会在公里级超导电缆的示范应用方面取得突破[1-3]。
本文介绍超导电缆的技术特点，分析国内外最新的典型工程，提出超导电缆在都市电网实现商业化运行的思路。
在1911年发现超导现象以后，人们立即希望可以用它传输电磁能量，但只是在20世纪60年代末发现了临界温度约为18K的金属互化物Nb3Sn以后，这方面的工作才真正开始。
随着临界温度高于77 K的高温超导线材的出现，高温超导电缆成为超导电缆发展的主流[4]。
高温超导电缆具有如下技术特点。
(1)容量大。
超导电缆使用无阻和高临界电流密度的高温超导线材作导体，极大的提高了电流/能量传输能力。
韩国超导概念
韩国超导概念韩国超导概念概述•韩国超导概念是指韩国在超导技术领域取得的相关成果和发展方向。
•超导技术是一种在低温条件下电流可以无阻力传输的现象，具有广泛的应用前景。
韩国超导研究机构•韩国科学技术院 (KAIST)：位于韩国大田市，是韩国最顶尖的科学技术研究机构之一。
KAIST在超导研究方面有着深厚的实力和优秀的科研团队。
•韩国高等科学技术研究院 (KIST)：是韩国的国立研究机构，致力于各种科学技术的研究与发展。
KIST在超导技术领域也取得了一系列的研究成果。
韩国超导研究成果•高温超导技术研究：韩国科学技术院的科研团队在高温超导材料的研究方面取得了重要突破，提出了一些新型材料和制备方法，为高温超导技术的进一步发展做出了贡献。
•超导电力设备研究：韩国的研究机构在超导电力设备的研究方面也有一定的成果，包括超导电缆和超导变压器等的研究和应用。
•超导量子计算研究：韩国的科研机构也在超导量子计算方面进行了一些探索，开展了相关的实验和理论研究。
韩国超导技术发展方向•高温超导材料的研究：韩国科学技术院和韩国高等科学技术研究院等机构将继续在高温超导材料的研发方面投入资源，并致力于发现更多高温超导材料，提高超导技术的工作温度。
•超导电力设备的应用推广：韩国将继续探索超导电力设备在能源领域的应用，包括超导电缆、超导变压器等的商业化应用，提高能源传输的效率和可靠性。
•超导量子计算的研究和应用：韩国也将加大在超导量子计算领域的研究力度，探索超导量子计算的理论和实验，争取在该领域取得突破。
以上是关于韩国超导概念的简述，韩国在超导技术领域的研究和发展将持续推动超导技术的进步，并为未来的应用提供可能性。
韩国超导技术合作与国际交流•韩国与其他国家在超导技术领域进行了广泛的合作与交流，共同推动超导技术的发展。
•韩国科学技术院和韩国高等科学技术研究院与国际上的著名科研机构建立了合作关系，通过合作研究项目、学术交流等形式，加强了韩国与国际超导研究界的联系。
超导材料的发展历史
超导材料的发展历史1992年一个以巨型超导磁体为主的超导超级对撞机特大型设备，于美国得克萨斯州建成并投入使用，耗资超过82亿美元。
下面是有关于超导材料的发展历史及相关内容，欢迎阅读。
超导材料的发展历史1911年，荷兰物理学家昂尼斯(1853～1926)发现，水银的电阻率并不像预料的那样随温度降低逐渐减小，而是当温度降到附近时，水银的电阻突然降到零。
某些金属、合金和化合物，在温度降到绝对零度附近某一特定温度时，它们的电阻率突然减小到无法测量的现象叫做超导现象，能够发生超导现象的物质叫做超导体。
超导体由正常态转变为超导态的温度称为这种物质的转变温度(或临界温度)TC。
现已发现大多数金属元素以及数以千计的合金、化合物都在不同条件下显示出超导性。
如钨的转变温度为，锌为，铝为，铅为。
超导体得天独厚的特性，使它可能在各种领域得到广泛的应用。
但由于早期的超导体存在于液氦极低温度条件下，极大地限制了超导材料的应用。
人们一直在探索高温超导体，从1911年到1986年，75年间从水银的提高到铌三锗的，才提高了19K。
1986年，高温超导体的研究取得了重大的突破。
掀起了以研究金属氧化物陶瓷材料为对象，以寻找高临界温度超导体为目标的“超导热”。
全世界有260多个实验小组参加了这场竞赛。
1986年1月，美国国际商用机器公司设在瑞士苏黎世实验室科学家柏诺兹和缪勒首先发现钡镧铜氧化物是高温超导体，将超导温度提高到30K;紧接着，日本东京大学工学部又将超导温度提高到37K;美国休斯敦大学宣布，美籍华裔科学家朱经武又将超导温度提高到。
1987年1月初，日本川崎国立分子研究所将超导温度提高到43K;不久日本综合电子研究所又将超导温度提高到46K 和53K。
中国科学院物理研究所由赵忠贤、陈立泉领导的研究组，获得了的锶镧铜氧系超导体，并看到这类物质有在70K 发生转变的迹象。
2月15日美国报道朱经武、吴茂昆获得了98K超导体。
2月20日，中国也宣布发现100K以上超导体。
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韩国订购美国超导公司3000公里超导线材
0日前，位于韩国首尔外围安阳市（Anyang-si）的一家公司--LSCable公司向马萨诸塞州德文斯市的美国超导公司签下了订购3000公里超导线材的订单。
这是韩国自去年4月向美国超导公司订购80公里长的高温超导线材之后，最大的一笔商业订单。
同样体积下，超导线路传输的电量是传统铜导线的10倍。
尽管仍有一些电力损失，还需要用液态氮来给电缆制冷，用超导线制成的电缆效率仍然比铜线要高，它在传输过程中，只以热的形式损失7%到10%的电能。
韩国去年推行"绿色新政"，希望刺激经济增长并引领绿色科技潮流。
为了建立起高效强大的"时尚电网"，让电力系统更加绿色环保，他们对超导技术充满了兴趣。
去年LSCable公司向美国订购的线材，将安装在韩国首尔附近韩国电力公司（KEPCO）的商业配电电网中。
美国超导公司并没有说明韩国今年订购如此大量超导线材的意义，但公司通讯部运营总监杰森·弗雷德特说，LSCable公司将用新订购的超导线材来架构20个公里级电路，作为韩国电力网络现代化项目的一部分，该项目首先在其首都首尔开始。
"时尚运动"推进"超导时代"
用这些超导线来发展现代电网，更像是一次"时尚运动"而非技术变革。
但韩国作为世界绿色技术领先国，在高效能源和替代能源技术方面的投入确实远远超过其他很多国家。
2009年，韩国总统李明博提出了为期5年的"绿色增长"计划，包括建设新电网，这也是韩政府整体激励措施的一部分。
用超导电缆代替目前现有的电网系统，其实并不像听起来的那么复杂。
英国布里斯托尔大学物理系教授安托尼·凯灵顿说，因为现有的铜电缆也需要制冷系统，基本上，仅仅需要换一种不同的制冷剂就行了。
弗雷德特解释说，真正的不同在于变电站，这里需要用一个小型的泵设备让液氮在电缆中循环。
但是从外部来看，甚至分辨不出传统的电缆和超导电缆有什么区别。
花很长时间和很多资金去构建电力设施，付诸使用，不能仅仅是为了它们听起来跟传统电缆很不一样。
弗雷德特表示，希望其他国家也能转向研究一种陶瓷化合物--钇钡铜氧（YBCO）来开发超导材料。
他说，韩国将由LSCable公司搭建3个主要电力网络，美国也有兴趣使用超导电缆，中国也正在研究自己的项目，市场最终会发展起来，超导材料可能在未来的几年中得到广泛应用。
降低成本才是变革
高温超导是与低温超导体相对而言的，低温超导金属必须用液氦冷却到30K（零下243摄氏度）以下才能实现超导，当电流超过某个临界值时，还会失去超导性。
因此，开发一种可用于商业化生产的超导体，就集中在高温超导材料上。
它首次发现于1986年，能在93K（零下180摄氏度）时仍然保持超导性，这就意味着可以用液氮来制冷。
它只是"高温"超导陶瓷材料家族中的一员，但专家预测，YBCO是最有可能让世界电网变得充满活力的材料。
英国
剑桥大学超导工程教授戴维·卡德威尔说，作为一种易碎的陶瓷材料，人们很难设想将它拉成导线。
以前的商业化尝试，致力于将YBCO晶体粉末装入金属管中，这是一个昂贵且耗时的过程。
YBCO花了将近25年时间来实现商业化。
美国超导公司用YBCO作为内芯来制造超导线，外面涂覆一层铜、不锈钢或黄铜以增加强度。
三氧化二钇（Y2O3）纳米点分布在YBCO 涂层上，能使电流稳定地通过。
通过控制导线周围的磁场，可使电流传输能力大大提高。
弗雷德特说，我们已经使这一过程的成本大大降低，当大规模生产的时候，制造导线必然更加便宜。
目前不管是在美国还是在欧洲，很多试验都已成功，YBCO导线带来的利润将会越来越大。
技术上的突破虽然让超导电缆商业化的前景更加光明，然而卡德威尔认为，这只是一种进步，还不能称为变革。
只有让电缆的价格下降到能被广泛接受的程度，才是真正的变革。