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瞄准国际前沿 实现技术创新支撑产业发展陕西省超导材料工程技术研究中心副主任 闫果 2007年8月，经省科技厅批准，西部超导材料科技有限公司和西北有色金属研究院共同组建了陕西省超导材料工程技术研究中心（以下简称工程中心），工程中心现有科研仪器设备、实验生产设备75台（套），形成总建筑面积6000平方米的实验场地，总投资达到7000万元。工程中心自组建以来，在高性能超导材料制备技术研发方面，以获得实用化超导材料所必须解决的组织结构控制、各向异性、交流损耗等一系列关键技术研发为重点，通过工程化、产业化制备技术的开发，推动实用化低温和高温超导材料制备及应用技术的发展，先后承担了国家及省市科研项目10余项，总经费达8000余万，申请专利48项，负责及参与起草国家相关标准7项，在国内外期刊发表学术论文36篇。 目前包括工程技术人员69人，其中博士16人，硕士以上占60%。研发方向瞄准实用化大规模工程应用，主要以中试规模为主。研究的方向包括：加速器用NbTi超导线材、高场磁体用Nb3Sn超导线材、下一代聚变堆磁体用Nb3Al超导线材以及先进超导电机和超高场用Bi系高温超导带材等。 .根据国际超导材料工程化制备技术发展前沿确定发展方向 超导材料具有常规材料所不具备的零电阻、完全抗磁性和宏观量子效应，是当代凝聚态物理中最重要的研究方向之一，也是新材料领域一个十分活跃的重要前沿，已被《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）》列为新材料领域三项重点发展的前沿技术之一。但是由于产业化相对滞后、产学研用结合不紧密、创新链和产业链不完整，导致我国在超导材料研究发展总体水平，特别是实用化超导材料的规模化制备和高端医疗设备、分析仪器、科研装备等领域超导技术应用方面存在明显差距，导致相关材料和装备仍主要依赖进口。为此，工程中心就将提高我国超导材料工程化制备技术整体研发水平、提高自主创新能力、追赶世界领先水平作为首要任务，根据国际超导材料工程化制备技术发展前沿确定发展方向。国际热核聚变实验堆（ITER，International Thermonuclear Experimental Reactor）计划是工程中心发展的重要契机。ITER计划总投资100亿欧元，建造500兆瓦托卡马克磁约束聚变堆，是受控核聚变能走向实用的关键一步。ITER采用的大型磁约束高场超导磁体系统（总重8300吨，中心场达到13T）对实用化低温超导材料（包括NbTi、内锡法和青铜法Nb3Sn）的综合性能提出了前所未有的挑战。 工程中心从组建伊始就承担着处于国际超导材料研发最前沿的ITER用NbTi和Nb3Sn超导线材工程化制备技术开发重担。工程中心开发了ITER用高性能多芯复合NbTi和Nb3Sn超导线材制备整套关键技术，建成了国际一流水平的生产线，完成了工程化试制和批量化生产，完成了向ITER计划的批量供货。填补了我国高性能低温超导线材批量化制备技术的空白。项目已向ITER计划提供价值5.97亿元超导线材，2012年3月，满载着首批NbTi和Nb3Sn超导线材产品的货车驶离西部超导公司，标志着由我国承担的国际热核聚变实验堆（ITER）计划超导股线合同任务进入批产供货阶段。中国国际核聚变能源计划执行中心这样评价这一历史时刻：“这意味西部超导代表陕西，乃至我国，在新材料、新能源领域的自主创新能力及生产技术已充分达到了发达国家水平，具备了世界领先的核心竞争力”。工程中心取得的技术已应用于我国核磁共振成像仪和超导加速器等领域，打破了长期以来我国超导线材依赖进口的状况，产生显著的社会和经济效益，全面提升了我国超导材料制备技术的能力和水平，推动了我国超导材料科学及应用技术加速发展。以NbTi和Nb3Sn为主的实用低温超导材料（LTS）已经广泛用于各种强磁场领域，低温超导材料和磁体的关键制备技术仍然被掌握在这些少数的研究机构和公司。大规模应用一是重大科学工程方面，主要是高能物理（HEP）研究所需的大型离子加速器以及国际热核聚变实验堆（ITER）；二是核磁共振谱仪（NMR）和磁共振成像（MRI）系统。针对不同的技术要求，研制不同超导性能、电磁特性、机械性能、性-价比的超导线材。 通过多渠道国际合作提升工程化研发能力ITER核心装置是磁约束用超导磁体，它将是人类建造的最大的磁体系统，对低温超导线材的综合性能以及批量制备的均匀一致性提出了前所未有的苛刻要求。完成这样的任务不仅需要超导领域有高水平的基础研究作支持，而且需要辅之以强大的工程化制备工艺开发和装备制造能力作支撑，而这恰恰是我们的短板。为ITER提供低温超导线材的外国生产企业均有超过20年的产业化经验，相比之下，年轻的工程中心在稀有金属熔炼、锻造、集束拉拔等关键生产工艺方面，在批量化制备工艺、非标准装备制造、质量控制体系方面都面临巨大