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高温超导薄膜基片

  • 拟合作方式:技术许可、技术转让、产业化合作
  • 地区: 上海
  • 行业:新材料
  • 技术阶段:已完成样机/样品
  • 技术来源:高校/院所技术成果
项目特色:

高温超导材料,是具有高临界转变温度(Tc)能在液氮温度条件下工作的超导材料。高温超导体薄膜是构成高温超导电子器件的基础,经过十年的研究,高温超导薄膜的制备技术已趋于成熟,达到了实用化水平。

项目概要

  • 技术产品介绍


    高温超导材料,是具有高临界转变温度(Tc)能在液氮温度条件下工作的超导材料。因主要是氧化物材料,故又称高温氧化物超导材料。超导材料具有高载流能力和低能耗特性,可广泛应用于能源、国防、交通、医疗等领域。由于高温超导体较高的临界温度,且用于其冷却的液氨价格便宜,操作方便,是具有实用意义的新能源材料。高温超导材料主要有:膜材(薄膜、 厚膜)、块材、线材和带材等类型。
    高温超导体薄膜是构成高温超导电子器件的基础,制备出优质的高温超导薄膜是走向器件应用的关键。高温超导薄膜的制备几乎都是在单晶衬底(上进行薄膜的气相沉积或外延生长的。经过十年的研究,高温超导薄膜的制备技术已趋于成熟,达到了实用化水平。目前,最常用、最有效的两种镀膜技术是:磁控溅射(MS)和脉冲激光沉积 (PLD)。这两种方法各有其独到之处,磁控溅射法是适合于大面积沉积的最优生长法之一。脉冲激光沉积法能简便地使薄膜的化学组成与靶的化学组成达到一致,并且能控制薄膜的厚度。

  • 应用场景


    高温超导体薄膜是构成高温超导电子器件的基础。高温超导材料的用途非常广阔,大致可分为三类:大电流应用(强电应用)、电子学应用(弱 电应用)和抗磁性应用。大电流应用即前述的超导发电、输电和储能;电子学应用包括超导计算 机、超导天线、超导微波器件等;抗磁性主要应用于磁悬浮列车和热核聚变反应堆等。

  • 技术优势


    多种晶体高温超导薄膜基片,主要参数如下:
    晶体 熔点(℃) 密度(g/cm3) 莫氏硬度 折射率 热膨胀系数 (×10-6/K) 介电常数
    铝酸镧 LaAlO3 2100 6.52 6.5 1.80 9.2 24.5
    LSAT 1840 6.74 6.5 10 22
    钛酸锶 SrTiO3 2050 5.175 6 2.409 10.4 300
    氧化镁 MgO 2852 3.58 5.5~6 1.58 12.8 9.80
    氧化锆 YSZ 2500 5.80 7 1.96 10.3 27
    钽酸钾 KTaO3 1352 7.03 6 2.00 4.03
    铝酸锶镧 SrLaAlO4 1650 5.92 6 10.05/18.9 16.8
    铝酸钇 YAlO3 1870 5.37 8.5 4.2/11.7/5.1
    铝酸镁 MgAl2O4 2130 3.60 7.5~8 1.71 9.65

  • 市场前景


    综合目前超导技术的发展情况,超导技术可以在以下行业得到应用和拓展:
    1. 电力,超导技术与电力技术的结合将给电力行业的发、输、配电带来革命性的改变,电力行业是超导产业最重要的应用场所与市场。超导技术在电力中的应用主要包括:1)高温超导电缆;2)超导电机;3)超导变压器;4)超导限流器;5)超导储能装置
    2. 医疗,核磁共振人体成像仪(MRI)
    3. 运输,磁悬浮列车
    4. IT行业:1)超导计算机;2)超导开关。

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