歐盟第六研發(fā)框架(PF6)創(chuàng)新型中小企業(yè)主題資助的,由德國科技人員領(lǐng)導的歐洲COCON(Coated Conductor by Economic Processing Route)研發(fā)團隊,顯著地降低了超導體薄帶技術(shù)(Super conducting Tapes)的制造成本,開啟了電力行業(yè)廣泛實際應用超導體材料的新技術(shù)市場。
超導體是一系列材料,當溫度超冷卻接近絕對零開氏度(Kelvin)時,對外顯示無限的導電性,幾乎沒有電阻。但超冷卻處理過程需要特殊的條件、專門的設備和材料,經(jīng)濟上的不合算讓超導體在電力行業(yè)實際應用的可能性很小。因此,世界各國科技人員均把高溫超導體材料(HTSs)作為研發(fā)活動降低成本的技術(shù)突破點。實際上,高溫超導體材料只是相對絕對零開氏度(相等于-273.15℃)超導體姊妹材料而言,其需要的溫度仍然很低,從而造成高溫超導體材料的制造和應用成本高昂。
目前,世界上絕大部分正在研究開發(fā)的高溫超導體材料主要由釔-鋇-銅氧化物YBCO(Yttrium-Barium-Oxyde)組成,通常被制作成相對較靈活和容易彎曲的涂層超導體(CCs Layer)薄帶。涂層超導體一般由三部分組成:金屬基體(Metallic Substrate)、緩沖層(Buffer Layer)和置于頂層的超導體層(Superconducting Layer)。
COCON研究團隊的科技人員在涂層超導體薄帶的三個基本層面和整體優(yōu)化結(jié)構(gòu)方面,均取得了明顯的技術(shù)進步和顯著的成本降低。包括:1)使用容易變形機械特性較高的鎳-鎢合金(Nickel-Tungsten ALLOY)作為金屬基體,成功地制造出100米長的高質(zhì)量超導體薄帶,并首次利用連續(xù)結(jié)晶制作工藝成功地進行批量生產(chǎn)。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)緩沖層技術(shù)獲得成功,并申請發(fā)明專利。3)最主要的一項技術(shù)突破是利用化學溶液沉積技術(shù),成功地實現(xiàn)了YBCO涂層的沉淀,其技術(shù)先進性和成本效益大大優(yōu)于通常使用的物理真空沉積技術(shù)PVD(Physical Vacuum Deposition),同時也申請了發(fā)明專利。4)涂層超導體薄帶整體優(yōu)化技術(shù),特別是首次應用噴墨涂層(Ink-Jet Coating)技術(shù)進行涂層沉淀,有效地提高了超導體薄帶的各項性能和性價比,在電力行業(yè)的實際應用指日可待。
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