超导材料及应用本身将满足产业发展和社会发展需求。据民生证券报告梳理,根据超导的三大特性,一定条件下零电阻带来的完全导电性,使得超导输电电缆、超导电机、超导变压器等产品能够实现节约能源、降低成本的愿景,更加环保可靠。
而完全抗磁性与通量量子化的特点则能够实现磁悬浮、弱磁场探测等技术,在电子通信领域能提高数据传递效率与量子计算机运算速度,在医疗领域则能以常规材料无法达到的磁场强度、磁场梯度与磁场均匀度,提高医疗检测的精确性。
超导材料最常见的应用场景是MRI(磁共振成像)与MCZ(磁控直拉单晶硅技术),MRI是目前应用最广泛也最精确的医疗影像仪之一,有着广阔的市场空间。MCZ则是目前国内外生产300mm以上大尺寸半导体级单晶硅的最主要方法,对半导体领域的发展起着重要作用。
其次,根据中航证券报告,按照超导体实现超导的临界温度,可分为低温超导材料与高温超导材料两大类。Tc<25K的超导材料称为低温超导材料,由于具有优良的机械加工性能,已发展出了较为成熟的产业链,目前已实现商业化的材料包括NbTi(铌钛,Tc=9.5K)和Nb3Sn(铌三锡,Tc=18k)。
而高温超导材料在制造工艺上仍需克服加工脆性等问题,因此生产成本较高、生产难度较大,仍在商业化的初期阶段。Tc≥25K的高温超导材料,具备实用价值的主要包括铋系(例如Bi-Sr-Ca-Cu-O,BSCCO,Tc=110K)、钇系(例如Y-Ba-Cu-O,YBCO,Tc=92K)和MgB2超导材料(Tc=39K)、铁基超导材料等。
实现超导现象需要维持低温的环境,即使是高温超导材料,所需要的温度也仅仅是高于零下248摄氏度。持续的超低温环境往往需要依赖于液氦或其他设备,这极大地增加了超导材料的应用和维护成本,因此无法低成本下被大规模应用。
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