基本概念:雙面高溫超導涂層導體是指用薄膜沉積的方法將微米級高溫超導薄膜材料制備在厚度為幾十到一百微米、寬度為幾毫米到幾厘米、長度為百米到幾千米的Ni合金薄帶的兩個表面上,使其具有承載大電流能力的帶狀材料。 主要功能與應用領域:在液氮溫區,雙面高溫超導涂層導體具有每厘米寬度上承載幾百安培、甚至超過1000安培電流的能力,并且適合高場下的應用,因此,特別適合于大電流、強磁場下的應用。雙面高溫超導涂層導體可用于大電流電纜、大電流限流器、高功率變壓器、小型化強場磁體、高功率發電機、電動機、電磁彈射器、電磁儲能器的制作。 圖1 雙面高溫超導涂層導體結構示意圖 圖2 雙面高溫超導涂層導體樣品照片 特色及先進性:本團隊研制的雙面結構高溫超導涂層導體具有承載電流水平高、制作成本低的特點。我們采用溶液涂覆平整化+離子束輔助沉積+中頻反應磁控濺射+金屬有機化學氣相沉積+直流磁控濺射的技術路線完成各層薄膜的制備,由于采用發明的基帶自加熱結合兩面同時沉積的方法,帶材成本大幅降低,制備效率顯著提高。 技術指標:短樣Jc大于1.8MA/cm2,雙面Ic超過500A/cm;長度>10米,Ic>300A/cm。 能為產業解決的關鍵問題和實施后可取得的效果:本成果目前主要應用于電力電子、國防軍事、以及醫療領域,應用前景廣闊。超導電力技術是從根本上為降低電力系統損耗、提高電力系統輸送能力、有效限制故障短路電流、提高電網的安全性和改善電力系統動態特性開拓的新技術途徑,給電力、能源、交通等有關的科技業帶來革命性的發展;利用高性能的超導帶材研制的電磁彈射器與蒸汽彈射器相比,體積、重量減少一半,彈射能增加了50%,彈射效率提高了10倍以上,滿足了重型艦載機彈射的需要;高性能的超導帶材使得高能脈沖武器(激光、微波、粒子束)及電磁炮等新概念武器的實戰化成為可能;采用高溫超導磁體制成的核磁共振成像儀,損耗低(比銅低1000倍)、靈敏度高、信噪比好,可以大大提高成像質量、降低成本,這種超導磁共振成像設備不僅可以用在大型的醫療機構中,也可以用在小型診所,對于提高生命的質量意義重大。
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