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2020超导材料行业发展现状及未来发展趋势分析

时间: 2020-06-25

超导材料具有零电阻、抗磁性以及宏观量子效应等特殊物理性质,应用领域非常广泛。

2020超导材料行业发展现状及未来发展趋势分析

超导材料具有零电阻、抗磁性以及宏观量子效应等特殊物理性质,应用领域非常广泛。在电工学领域,超导材料的主要应用领域包括超导电缆、超导限流器、超导磁悬浮、医疗核磁共振成像、超导储能以及超导电机等。目前各国研究人员研发和生产的重点是YBCO超导材料(也可称为第二代高温超导材料),并认为其是未来超导材料发展的主要方向。

超导材料具有两大重要特性:一是零电阻特性。1911年,荷兰莱顿大学的卡未林·昂内斯用液氮冷却水银,意外发现当温度下降到4.2K(-268.95℃)时,水银的电阻完全消失(特点是不产生热损耗且电流损耗为零),大将娱乐88pt88。这种现象也称为超导电性。

二是完全抗磁性。1933年,荷兰的迈纳斯和奥森菲尔德共同发现了超导体完全抗磁性,也称为迈纳斯效应,即当一个磁体靠近处于超导态的材料时,超导体内部的磁感应强度为零。

基于这两个特性,超导材料成为前沿新材料之一,也是战略新兴产业的重要组成部分。超导材料的超导临界温度的每一次提升,都能带来巨大的经济效益和技术突破,这也让超导成为盛产诺贝尔奖的热门领域之一。

超导主要分为低温超导材料及高温超导材料两种,低温超导材料的临界转变温度Tc小于30K,需要在液氦温区下工作,而高温超导材料可以在液氮环境下实现超导。

超导主要由三部分组成;上游是矿产资源,如钇、钡、铋、锶等金属,是超导行业的基础;中游是超导材料如YBCO和BSCCO等带材,是超导行业的核心;下游是超导应用产品,如超导电缆、超导限流器、超导储能、超导发电机、超导滤波和超导变压器等,是超导行业的载体。目前超导产业实现应用的几乎全部是低温超导。2011年全球超导市场规模为50.8亿欧元,其中低温超导市场规模达到50.5亿欧元,占比99.41%;2017年,在全球超导市场中,低温超导市场规模占比仍超过90%。

从产品类型来看,超导分为低温超导和高温超导。其中,低温超导应用范围最广泛。随着技术的不断改进,高温超导需求将不断增加。从应用领域来看,磁共振成像将成为应用需求最多的一个领域。另外,电子电气将成为超导技术需求增速最快的领域。

近年来,以美国、日本和欧盟为代表的发达国家不断地积极推进高温超导材料及其应用领域的研究,取得多项重大突破。我国在超导材料领域的研究进展基本与国际同步。其中,低温超导材料、超导电子学应用以及超导电工学应用领域的研究已达到或接近国际先进水平,但在实际应用方面的研究进展与发达国家还有一定差距。

目前我国已经全面突破了实用化低温超导线材制备技术,已具备批量制备千米级实用化MgB2超导线材的能力。我国第一代高温超导带材(BSCCO-2223)与国际先进水平的差距已经大大缩小,关键技术指标基本达到了实用化的要求,已经进入产业化发展阶段。在第二代高温超导带材(YBCO)方面,我国与国际先进水平的差距迅速缩小。上海和苏州等地均以企业形式制备出了千米级的YBCO二代带材,而且已经有一定量的销售和使用。

医疗领域磁共振成像技术的需求增长是促进超导材料在医疗领域应用需求迅速增长的主要原因。另一方面,受汽车市场的发展推动,电动机需求增长也在未来一段时间内促进超导材料的发展。但是,常用作生产超导的稀土元素如钇等价格波动在未来几年将会对这一市场的发展产生负面影响。不过,一些终端应用领域的磁性方面,如高铁、低温学和生物磁场等将会给超导材料创造新的增长点。

到2020年,超导产业将会形成总量为1500-2000亿美元的巨大国际市场。美国预测,预计到2020年,全世界超导电缆应用的总市场将达到2440亿美元,约占全球电缆市场的5%。预计到2022年,全球超导技术市场规模将增至58亿美元,期间年复合增率高达12.8%。随着技术的不断改进,高温超导需求将不断增加,尤其是在电力领域。从应用领域来说,磁共振成像将成为消费者应用需求最多的一个领域。从区域市场来看,随着工业发展步伐加快,亚太地区将成为最大的超导技术需求市场,尤其是中国、日本和印度这3个国家。

超导材料行业报告对我国超导材料的行业现状、市场各类经营指标的情况、重点企业状况、产业链上下游发展情况等内容进行详细的阐述和深入的分析,着重对超导材料市场的发展进行详尽深入的分析,并根据市场的政策经济发展环境对市场潜在的风险和防范建议进行分析。最后提出研究者对超导材料市场的研究观点,以供投资决策者参考。欲了解关于超导材料行业具体详情可以点击查看中研产业研究院的研究报告《2020-2025年中国超导材料行业前景预测与市场调查研究报告》。

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