科创中国

磁悬浮性能和俘获场是超导块材应用中的两个主要性能。超导块材具有在外部磁场下产生悬浮力的能力，这使得其在浮轴承和磁悬浮列车得以应用，目前全世界已有多家单位完成样机试制，后续商业化推广依赖于廉价、大批量超导块材的供应和相关机械、轨道、车辆技术的成熟。超导块材可俘获较高磁场，并在低温下长期保持，因此可以代替永磁材料或电磁线圈，在超导电机中得以应用。普通永磁材料的表面磁场约***，常见超导块材可达***以上，如采用中子辐照方法制造的超导块材俘获磁场达到***，具有显著优势。由此可见，超导块材具有广阔的应用前景。影响磁悬浮性能和俘获场的主要因素是：超导块材临界电流密度和超导单畴尺寸。因此，可以通过提高临界电流密度和增大尺寸，以获得高性能的超导块材。 在本项目中，基于铋系高温超导前驱粉和铋系高温超导块材的制备经验，拟定REBCO块材的制备路线。目前制备REBCO块材所采用的技术主要是顶部籽晶熔化生长法。大致流程是，通过将一定的化学配比的前驱粉末混合在一起后，进行球磨，压制等过程进行处理，再通过热处理制备单畴超导块材。REBCO块材研究主要由以下几方面构成： 1， 主体技术路线设定。前驱粉制备需要选取不同元素的化合物，调整元素配比获得与REBCO纯相组成相近的前驱粉。 2， 粉体颗粒度优化。铋系高温超导前驱粉的经验说明，粉末的颗粒度对于后续产品有明显的影响，项目将通过球磨、气流磨、纳米磨等方法优化粉体颗粒度。 3， 掺杂改性。在粉体中掺入非超导的211相，以提高超导块材的磁通钉扎性能，从而提高其临界电流密度。 4， 研究粉末成型工艺。获得成分均匀、不同尺寸的块材，以适应不同应用领域的需求。 5， 热处理工艺优化。热处理环节是块材是否具有超导性的关键步骤，项目将研究各个阶段的热处理工艺参数，制备高性能的超导块材。 完成本项目后，预计可形成年产1200块高质量REBCO块的产能，折合年销售额约700万元。 为完成本项目，需要工业厂房约200平方米，投入研发经费250万元。