高温超导带材研制出新型铁基骨架 原材料成本降低四分之三
超导材料长期受制于成本瓶颈,其规模化应用始终面临现实阻力。近日,中国科学院科研团队在高温超导带材基带材料领域取得关键进展,为这一困局提供了新的破解路径。
超导材料迎来低成本破局时刻
艾媒网(iiMedia.cn)获悉,中国科学院科研团队在高温超导带材基带材料研发中取得里程碑式突破,成功研制出基于铁基合金的新型基带材料,以替代长期依赖进口且价格高昂的哈氏合金等传统“骨架”材料。
来源:中国工信新闻网
实验数据表明,采用新型铁基合金基带后,高温超导带材的原材料成本骤降四分之三,而关键性能指标保持稳定。这一成果于近期在相关领域引发高度关注,被认为是中国超导材料从实验室研究迈向产业化应用的重要一步。
在全球能源结构转型与高端装备制造业竞争日益激烈的背景下,超导材料作为具有零电阻、完全抗磁性等独特性能的前沿新材料,其成本瓶颈的突破不仅具有极高的技术价值,更承载着中国在电力传输、磁悬浮轨道交通、核磁共振成像及可控核聚变等战略领域实现跨越式发展的产业期待。
业内专家普遍认为,此次基带材料的革新将重塑超导带材的经济性,加速推动这一“梦想材料”从高端科研仪器的专属耗材转变为可大规模商用的工业基础材料。
铁基合金基带打破国外技术掌控
长期以来,第二代高温超导带材(ReBCO)及铁基超导带材的基带制备严重依赖哈氏合金等镍基高温合金,这类材料不仅本底成本高昂,且供应渠道受国际巨头垄断,成为制约中国超导产业自主可控的最大短板之一。
此次中国科学院团队另辟蹊径,开发出具有自主知识产权的铁基合金基带,在机械强度、表面平整度及高温稳定性等关键性能指标上达到了工程化应用要求。铁基合金相较于哈氏合金,原料储量丰富、冶炼工艺成熟、供应链高度本土化,其成本优势突出。据测算,基带成本约占超导带材总成本的较大比重,原材料成本降低四分之三意味着终端产品价格有望进入商业化推广的“甜蜜点”。
这一技术路径的打通,使得中国在超导带材核心材料领域摆脱了对进口高端合金的依赖,为后续建设自主可控的超导产业链提供了坚实的材料基础。同时,该突破也为铁基超导带材——被誉为下一代最具潜力的高温超导体系——的实用化进程注入了强劲动力,有望推动中国在超导技术应用赛道实现从跟跑到并跑乃至领跑的转变。
新材料浪潮引领原材料工业整体跃迁
超导带材的重大突破,恰逢中国原材料工业步入高质量发展的关键窗口期。近期行业数据显示,有色金属、化工等基础材料板块呈现回暖态势,超七成有色金属上市公司上半年净利润实现增长,有机硅市场迎来周期反转,铜箔、铝业等细分领域业绩亮眼。
值得注意的是,在人工智能算力需求井喷的推动下,铜作为“算力金属”的战略地位急剧凸显,全球“抢铜”大战愈演愈烈,铜价高位震荡,折射出高端制造对上游新材料体系的深度依赖与急迫需求。
这种对上游新材料体系的迫切需求,在高温超导材料领域表现得尤为突出。iiMedia Research(艾媒咨询)发布的数据显示,2025年全球高温超导材料市场规模为14.2亿元,同比增长63.7%,预计2030年市场将超百亿规模,达到105.0亿元。对于高温超导带材,核聚变与强磁场/下一代科技基础设施等场景是贡献其未来增速的核心驱动力。在核聚变领域,一个托卡马克需要3万公里长度的高温超导带材。
与此同时,钢铁、水泥、煤炭等传统原材料行业正加速推进低碳转型与数智化升级,钢铁业步入“多极轮转”新格局,水泥产业试图跳出“内卷”拓宽发展空间,难选铁矿高效利用技术取得产业化突破。
工信部近期明确,“十五五”时期将从产业结构优化、重大科技项目协同、人工智能赋能等三个方面系统推动原材料工业高质量发展。在这一宏观政策框架下,以超导材料、高性能铜合金、高端化工新材料为代表的前沿材料创新,与传统基础材料的绿色化、智能化改造形成双轮驱动,共同构筑起支撑制造强国战略的现代化原材料工业体系。原材料工业不再仅仅是基础原料的提供者,而是正在成为高技术产业创新链上的关键一环。
从实验室到产业化的最后一公里
尽管原材料成本的大幅下降为超导带材产业化扫清了最核心障碍,但真正实现规模化商用仍需跨越工艺稳定性、长带均匀性、封装防护技术及下游系统集成等多重门槛。
当前,全球超导产业正处于从示范工程向商业化应用过渡的临界点,欧美日韩均在加速布局超导电缆、超导限流器及超导风力发电机等终端市场。中国此次在基带材料上的突破,配合国内在稀土、稀有金属等上游资源的禀赋优势,为抢占全球超导产业制高点提供了历史性机遇。
更宏观地看,超导带材的成本革命与当前原材料工业的整体景气回升形成了良性互动:有色金属行业的盈利能力修复为超导等新材料提供了充足的资本支持,化工行业的结构性优化为超导材料的绝缘层、缓冲层等配套材料创造了更好的供给环境。
分析人士认为,随着“十五五”期间国家先进材料重大科技项目的持续推进,以及人工智能技术在材料基因组、工艺优化等领域的深入应用,以超导材料为代表的新材料产业有望步入加速成熟阶段。这一进程不仅体现单项技术的突破,也折射出中国原材料工业由规模扩张向价值提升、由要素驱动向创新驱动转变的趋势,并将在新型工业化进程中发挥重要的战略性基础作用。
