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发信人: crazy (雪山), 信区: Science
标  题: 温超导技术的突破(3)
发信站: 紫 丁 香 (Mon Mar 27 03:01:12 2000), 转信



金钱的诱惑
    目前，世界上超导体工业仍属于小的工业部门，但超导器件往往是大系统的某些
重要部件。1988年，超导器件年销售额达 4亿美元，全部超导产品的世界市场超过10
亿美元。据估计，若没有重大突破，到2000年可能接近30亿美元。
    当前的超导产品的工作温度都在绝对零度以上几度范围内并且都是由铌和铌合金
制成的，因此可以说目前的市场是低温超导的市场。1987年以来发现的高温超导对当
前的市场影响尚很小。
    当前超导体市场仅仅是处在萌芽状态，预计超导材料市场的年增长率为 15%，增
长最快的领域是医学成像、电子学、国防系统、工业部门、发电与配电等领域。在市
场上销售的主要超导产品是：磁共振成像仪；生产用磁体；超导量子干涉器件；示波
器和电子产品；线材、棒材和电缆；研究用小型磁体；大型铌磁体；陶瓷线材和带材；
陶瓷涂料；薄膜和屏蔽；粒子加速器；核聚变用磁体等。其中，磁共振成像仪使用的
超导磁体，在超导部件的市场上占有最大份额，如1987年，超导部件年销售额 2.0亿
美元，其中1.5亿美元是用于磁共振成像仪。磁共振成像仪每年约销售300台，该仪器
在世界范围内需求量非常大，且目前有95%以上是超导式的。
    生物磁技术公司开发出用于测量入脑活动的探测仪，可进行脑紊乱的早期诊断。
    美国的一家公司正在制造磁特性测量系统，可用于实验室进行高级超导性研究。
该设备几乎是无竞争地进入市场，并有一定的储备产品。该公司制造了一台锈蚀探测
仪，可探测出由于金属氧化的化学反应而引起的微小的磁场变化，用于铁桥和管道等
锈蚀诊断。
    美国十分重视能量存储在军事上的应用，“星球大战”计划安排了若干这类的项
目。这些项目要求储能系统在需要时能迅速供给大量的能量，如定向能武器等。
    粒子加速器是高能物理研究的重要设备，美国费米实验室的粒子加速器原设计使
用常规磁体，后来用超导磁体替换，使加速器功率加大 1倍，且能耗骤减。它共使用
900块磁体，每块重1吨左右，磁体是由铌钛扁平电缆制成的。这些磁体在 5年内提供
了1500万美元的市场。
    而美国在实施的SSC工程则是更大型的粒子加速器，它包括1万块铌钛超导磁体，
每块长50英寸左右。这些磁体为磁体供应商提供了10亿美元的市场(在几年内)。
    《技术商情》杂志1988年 1月列出了世界范围从事超导研究与销售的48家主要公
司的名单及其主要活动：美国31家；欧洲6家(其中英国4家，瑞典1家，德国1家)；日
本11家；显然这些厂家都是从低温超导产品研究与生产销售起步的，超导商品市场的
占有者，将超导的实验室成果，以最快速度实现实用化和商业化，并最大限度地占领
市场，这是超导业竞争的焦点。
    在1987年寻找高温超导材料的竞赛时，中国与上述 3个集团是并驾齐驱的，甚至
还相当突出。可是，高温超导体出现后，由于竞争的焦点是商品化及占领未来市场，
中国就略显逊色。激烈的竞争仍在上述 3个集团之间展开，尤以美国和日本竞争最为
激烈。
    1987年新高温超导体发现几个月后，美国联邦机构就将1987年度的基金从其他研
究与开发领域中抽出4500万美元用于从事高温超导体研究。1987年4月(高温超导体发
现后仅2个月)，美国总统里根发布命令，要求各联邦实验室把研究所的技术迅速转让
给私营企业，并鼓励政府、大学和工业界进行合作研究，旨在加速科学技术的商业化
速度。与此同时，美国国会还成立了“超导材料商业和国防应用委员会”。
    在1988年度，美国联邦署支出将近1.59亿美元用于超导研究与开发，半数以上(0
.95亿美元)用于高温超导材料，其余用于低温超导材料。1988年预算超过1987年的89
%，1989年预算超过1988年的58%，增长幅度相当高。
    财政预算的重点集中于能源部和国防部。能源部3个年度的财政预算占3年总预算
的46.3%，国防部为34.3%。反映了美国政府对能源和国防的重视程度。美国为了近几
年内在民用和军事系统抢占技术优势，采取了新的开发方针。即鼓励联合开发，提倡
基础技术与应用技术同时开发的方针。实现研究、开发、生产一体化，以期将科研领
先地位迅速转化为商业应用的领先地位，并保护本国的知识产权。如果说在寻找高温
超导材料的基础研究的竞争中，美国已取得领先于日本的地位，则在应用开发与产品
商品化方面，美国最担心的是落后于日本。
    高温超导材料发现后，日本政府加速了对超导研究的资金投入。1988年的投入超
过1987年的300%。日本充分认识了超导市场的潜力，包括技术和商业上的市场。1988
年日本超导的预算达5697万美元。日本还制订了“1988年度超导研究开发及商业化计
划”。日本制订了一个关于超导研究与开发的总体规划，以使技术转移到工业基地的
速度快于美国和西欧。
    由于日本1988年财政预算中不包括工资部分，如果与美国财政预算进行比较的话，
根据非正式资料估计，日本的数字可能要扩大2～3倍。这样，日本与美国的1988年度
财政预算是接近的。
    前途光明，道路艰难
    自从高温超导体发现以后，超导技术对当今的社会和产业产生了巨大的冲击，科
学技术界对超导技术发展的前景表示了各种各样的见解，特别是对超导应用从技术和
经济分析方面进行了估价与预测。
    大多数专家，特别是超导专家对超导将引起未来社会与产业的变化持乐观态度，
认为“超导引起的产业革命即将到来，这与半导体带来的影响相同，大概会引起至今
没看到过的产业革命”。专家们从技术与经济可行性角度出发，对具体超导技术应用
的实现同时持慎重态度，特别对超导在能源与运输设备上的应用(强电或强磁)实现时
间的估计，大多数认为是21世纪的事情。个别专家认为：“半导体从二接头二极管发
展到三接头的晶体管用40年时间，超导也许要经过很长的时间才能实用，但应用实现
时影响是很大的。”超高速的超导计算机实用化的时间可能比能源与运输设备还要晚。
总的来说，大多数超导弱电、弱磁应用实现时间要比强电、强磁早。
    尽管人们对超导有各种看法，但学术界从未在研究的道路上畏缩不前。各国政府，
特别是工业发达国家的政府，对超导研究极力支持，给以大量投资，这些国家有实力
的公司对研究成果迅速引进，迅速转变为生产力，这些都有利于超导技术的发展。这
也说明，政府、企业与超导专家、研究者，在对超导将起的作用的看法方面取得了共
识。超导在21世纪必将占有重要地位。

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