歐盟第六研發框架(PF6)創新型中小企業主(zhǔ)題(tí)資助的,由德國科技人員領導的歐洲(zhōu)COCON(Coated Conductor by Economic Processing Route)研發團(tuán)隊(duì),顯著地降低了超導體薄帶技術(Super conducting Tapes)的製造成本,開啟了電力(lì)行業廣泛實際(jì)應用超導體材料的新技術市場。
超導體是一(yī)係列材料,當溫度超冷卻接近絕對零開氏度(Kelvin)時,對外顯示無(wú)限的導電性,幾乎(hū)沒有電(diàn)阻。但超冷卻處理過程需(xū)要特(tè)殊(shū)的條件、專門的設備和材料,經濟上的不合算讓超導體在電力行業實際應用的可能性很小(xiǎo)。因此(cǐ),世界各國科技人員(yuán)均把高溫超(chāo)導體材料(HTSs)作為研發活動降低成本的技(jì)術(shù)突破點。實際上,高溫超導體(tǐ)材料隻是相(xiàng)對(duì)絕(jué)對零開(kāi)氏度(相等於-273.15℃)超導體姊妹材料(liào)而言,其需要的溫度仍然很低,從而造成高溫超(chāo)導體材(cái)料的製造和應用成本高昂。
目(mù)前,世界上絕大部分正在(zài)研究(jiū)開發(fā)的高溫超導體材料主要由釔-鋇-銅(tóng)氧化(huà)物YBCO(Yttrium-Barium-Oxyde)組成,通(tōng)常被製作成相對較靈活和(hé)容易彎曲的(de)塗層(céng)超導體(CCs Layer)薄帶。塗層超導體一般(bān)由三部(bù)分組成:金屬基體(Metallic Substrate)、緩衝層(Buffer Layer)和置於頂層的超導體層(Superconducting Layer)。
COCON研究團隊的科技人員在塗層超導體薄帶的三個基本層麵和(hé)整(zhěng)體優化結構方麵(miàn),均取得了明(míng)顯的技術進步和顯著的成本降低。包括:1)使用容易變形機械特性(xìng)較高的鎳-鎢合金(jīn)(Nickel-Tungsten ALLOY)作為(wéi)金屬基體,成(chéng)功(gōng)地製造出100米長的高質量超導(dǎo)體薄帶,並首次利用連續結晶製作工(gōng)藝成功地進行批量(liàng)生產。2)利用新型的化學先導法開發(fā)出的化學溶液沉積鋯酸鑭(Lanthanum-Zirkonate)緩衝層技術(shù)獲得成功,並(bìng)申請發明專利。3)最主要的一項技術突破是(shì)利(lì)用化學溶液(yè)沉(chén)積(jī)技術,成功地實現(xiàn)了YBCO塗層的沉澱,其技術先進性和(hé)成本效益大大(dà)優於通(tōng)常使用的物理真空沉積技術(shù)PVD(Physical Vacuum Deposition),同時也申請了發明專利。4)塗層超導體薄帶整體優化技術,特別是首(shǒu)次應用噴墨塗層(Ink-Jet Coating)技術進行塗層沉澱,有效地提高了超導體(tǐ)薄帶的各項性能和性價比,在電力行業的實際應用指日可待。
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