2019/07/03
超導性是一種特殊的零電阻現(xiàn)象，被稱作二十世紀最偉大的科學發(fā)現(xiàn)之一，是指某些材料在溫度降低到某一臨界溫度時，電阻突然消失的現(xiàn)象，因為這一特性，超導材料應用十分廣泛。而高溫超導是指一些具有較其他超導物質(zhì)相對較高的臨界溫度的物質(zhì)在液態(tài)氮的環(huán)境下產(chǎn)生的超導現(xiàn)象，在電力能源、高端醫(yī)療、高速交通、大科學儀器、軍工等領(lǐng)域有著廣泛的應用前景，其中最重要的三大主要應用領(lǐng)域為高性能超導電子元器件、超導磁懸浮和超導感應加熱。
兆瓦級超導感應加熱裝置是利用超導體（YBCO）在低溫下（液氮溫區(qū)）可實現(xiàn)穩(wěn)定的零電阻超導態(tài)產(chǎn)生強磁場的特性，制備用于大型鋁型材、鈦合金等非磁性有色金屬型材加熱的高端裝備。兆瓦級超導感應加熱裝置有兩個主要突出技術(shù)優(yōu)勢：一是加熱大型鋁、銅型材，較傳統(tǒng)感應加熱工頻爐，加熱效率高，高效節(jié)能省電（節(jié)電率約60%）；二是具有加熱均勻、熱穿透深等優(yōu)勢，用于加工航空和軍用飛機、軍工裝備等高端領(lǐng)域用鈦及鈦合金、鎂鋁合金等高端非磁性金屬材料，可提升材料可塑性，優(yōu)化機械性能，提升材料品質(zhì)。
2013年1月，聯(lián)創(chuàng)光電協(xié)同上海超導科技股份有限公司、北京交通大學合作開展兆瓦級超導感應加熱技術(shù)及裝置研制。經(jīng)過6年的攻關(guān)，2019年3月，三方協(xié)同研制的兆瓦級高溫超導感應加熱設(shè)備實現(xiàn)了滿負載穩(wěn)定運行。在大尺寸鋁棒、軍用鈦合金材料感應加熱試驗中，加熱效率達80%以上，遠超過我們的競爭對手300kw功率水平。
7月1日，中國有色金屬工業(yè)科技成果評價辦公室組織中國科學院院士趙忠賢、中國工程院院士陳仙輝、中國科學院院士桂衛(wèi)華及國內(nèi)從事超導、低溫、電機等高層次專業(yè)技術(shù)人員組成的成果評價專家委員會對兆瓦級超導感應加熱裝置及該裝置用大口徑傳導式高溫超導磁體技術(shù)進行了科技成果評價。成果評價專家委員會認為，聯(lián)創(chuàng)光電協(xié)同研制的兆瓦級超導感應加熱裝置及該裝置用的大口徑傳導式高溫超導磁體系統(tǒng)各項技術(shù)性能指標處于國際領(lǐng)先水平，具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，兆瓦級高溫超導磁體感應加熱裝置設(shè)計、制造技術(shù)自主可控。這標志著國際上功率最大的兆瓦級高溫超導感應加熱裝置研制成功，在節(jié)能環(huán)保和軍工高端制造上有重大意義，也標志著高溫超導技術(shù)從實驗室階段正式進入到了實用階段。
超導感應加熱裝置集成和試驗車間合影
今后，聯(lián)創(chuàng)光電將快速推進兆瓦級高溫超導直流感應加熱設(shè)備系列化產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化，逐步將兆瓦級高溫超導直流感應加熱設(shè)備推廣運用到鋁合金、鈦合金、鎂鋁合金等高端型材加工預加熱領(lǐng)域，降低電能消耗，提升高端型材加工品質(zhì)。聯(lián)創(chuàng)光電即將對接鋁型材生產(chǎn)企業(yè)和飛機制造企業(yè)，進行小批量試制，計劃用三年左右時間，達到年產(chǎn)50臺兆瓦級高溫超導直流感應加熱設(shè)備規(guī)模化生產(chǎn)能力，并將高溫超導感應加熱設(shè)備功率提升到2MW以上，用于更大尺寸鋁合金的加熱要求。公司還將建立高溫超導磁體生產(chǎn)線，將高溫超導磁體擴展應用到重金屬污水處理、稀土分離、開放式醫(yī)療診斷CT等領(lǐng)域。
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