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超导：全称超导电性，是指某种材料在降至某一临界温度时，电阻突然降为零的现象，具备这种特性的材料则被称为超导体或者超导材料。

超导现象的首次发现可以追溯到1911年，当时荷兰物理学家海克·昂尼斯在氦气液化的过程中进行了一项关键性实验。昂尼斯将金属汞冷却到了4.2K（约-269°C），发现汞的电阻突然下降到零。由于这一发现，昂尼斯在1913年被授予诺贝尔物理学奖，他同时首次提出了“超导”这一术语。

超导材料具有三大基本特性：1）零电阻效应：又称“完全导电性”，即低于临界温度Tc时，超导体的电阻迅速降为零的特性。2）迈斯纳效应：又称“完全抗磁性”，即在磁场强度低于临界磁场强度Hc时，外界磁场的磁力线无法穿过超导体，超导体内部磁场为零的现象。3）量子隧穿效应：是指在“超导体-薄绝缘介质层-超导体”组成的三明治结构中，电子可以穿过绝缘层从而形成隧穿电流的现象，这种结构也被称为约瑟夫森结，中间绝缘层的典型厚度为1.5~3nm。超导材料可以实现大电流输运、产生强磁场等先进技术，是具有战略意义的前沿新材料，在可控核聚变、超导电力、大科学装置、高端制造、医疗装备及交通运输等方面应用广泛。

（1）按照临界温度划分

低温超导材料：Tc＜25K的超导材料被称为低温超导材料。目前已经实现商业化的包括NbTi（铌钛，Tc=9.5K）和Nb3Sn（铌三锡，Tc=18K）

高温超导材料：Tc≥25K的超导材料为高温超导材料。具备实用价值的主要包括铋系（例如Bi-Sr-Ca-Cu-O，BSCCO，Tc=110K）、钇系（例如Y-Y-BaCu-0，YBCO，Tc=92K）和二硼化镁超导材料（MgB2，Tc=39K）、铁基超导材料等。

（2）按照对于外磁场响应程度划分

第一类超导体：具有一个临界磁场，在常温下具有良好导电性的纯金属，如铝（Al）、锌（Zn）、镓（Ga）、锡（Sn）、铟（In）等。

第二类超导体：具有两个临界磁场，下临界场Hc1和上临界场Hc2。纯金属元素钒（V）和铌（Nb）外，主要包括金属化合物及其合金，以及陶瓷超导体。

（3）按照材料类型划分

元素超导体：由单一元素构成的超导体，如铅（Pb）、铌（Nb）等金属在低温下展现超导特性，通常为第一类超导体。

合金或化合物超导体：由两种或多种元素组成的合金或化合物形成的超导体，典型如NbTi、Nb₃Sn，广泛应用于磁共振成像和粒子加速器磁体。

氧化物超导体：由氧化物构成的超导体，如YBCO、BSCCO 等铜氧化物，是高温超导的主要代表，临界温度可超过77K。

（4）按照低温处理方式划分

液氦温区超导体：在4.2K 以下的温度中表现出超导性质，如YBCO、BSCCO 等铜氧化物，是高温超导的主要代表，临界温度可超过77K。

液氢温区超导体：在20K 以下的温度中表现出超导性质，如MgB₂（二硼化镁）即在约20–25K 表现超导性，可用液氢或闭循环系统制冷。

液氮温区超导体：在77K 以下的温度中表现出超导性质，多为高温超导材料，如YBCO、BSCCO，制冷成本显著降低。

常温超导体：在接近或略高于室温的温度下表现出超导性质，目前尚未实现稳定可重复的实验验证，仍处于前沿探索阶段。

根据《超导材料科学与技术》，现在发现的超导材料有上千种，但具有实用化前景的超导材料仅不足十种，目前实用化的主要包括低温超导材料中的NbTi、Nb3Sn 和高温超导材料中的YBa2Cu3O6（YBCO）、Bi2Sr2Ca2Cu3O10（Bi-2223）和Bi2Sr2CaCu2O8（Bi-2212）等4~5 种。

20 世纪60 年代，低温超导材料率先实现工程化突破。铌钛（NbTi）合金凭借良好的延展性与成本优势，成为核磁共振成像（MRI）磁体的核心材料，1973 年首台商用MRI 设备的诞生，标志着超导技术从实验室走向医疗临床。同期发展的铌三锡（Nb3Sn）则因更高的临界磁场，被应用于粒子加速器磁体，如CERN 的大型强子对撞机（LHC），其8.3T 超导磁体支撑起高能物理研究的基础。这一阶段的低温超导技术虽依赖液氦冷却，却为后续发展奠定了材料制备与磁体设计的技术基础。

1986年铜氧化物高温超导体的发现，彻底改变了超导应用的格局。瑞士科学家缪勒与柏诺兹在BaLaCuO体系中实现35K超导突破后，中美团队迅速将临界温度提升至液氮温区（90K以上）。铋系（Bi系）铜氧化物率先实现产业化：1999年，德国埃森市投运的Bi-2223超导电缆（10kV级），验证了高温超导在电网中的长期稳定运行能力；日本住友电工通过高压热处理技术，将Bi-2223带材载流能力提升至280A（77K自场），成为早期超导电力的标杆。与此同时，钇钡铜氧（YBCO）涂层导体（第二代高温超导带材）在21世纪初崭露头角，其多层复合结构通过离子束辅助沉积（IBAD）等技术实现双轴织构生长，美国SuperPower、中国上海超导等企业相继实现千米级带材量产。2021年，上海建成全球首条35kV千米级超导电缆（REBCO带材，RE为稀土元素，YBCO即为钇（Y）基的REBCO材料），输电损耗仅为传统铜缆的8%，为城市中心电网升级提供了全新方案。

进入21世纪，超导材料家族持续扩容。2001年发现的二硼化镁（MgB2，Tc=39K）填补了中温低场空白，其成本低、易加工的特性使其在15-25K制冷机温区迅速应用，美国HyperTech、中国西部超导等企业实现3km级线材生产，用于低场MRI和风电电机。2008年铁基超导体的问世则打开了高场应用新维度，中国科学院电工所通过粉末装管法制备出百米级铁基线材（如BaKFeAs体系），在30T强磁场下仍保持120A/mm²载流能力，为下一代核聚变堆（如CFEDR）和1GHz以上核磁共振谱仪奠定了材料基础。伴随制备技术革新，REBCO带材产能在2023年突破2000公里，成本从2015年的500美元/米降至80美元/米，推动韩国KEPCO建成23kV超导电网主干网，输电容量提升至传统线路的5倍。

如今，超导技术正站在新突破的前夜。尽管室温超导探索（如高压下的C-S-H材料）尚未跨越应用门槛，但REBCO带材在磁悬浮（如上海600km/h试验线）、量子计算（如中国本源量子芯片）等领域的应用已初现端倪。从液氦到液氮，从百米级试验到千米级商用，超导材料的发展始终以“提升温度阈值、降低系统成本”为主线，持续赋能能源、交通与尖端科技，等待下一次颠覆性突破的到来。

超导材料行业处于产业链的中游，是未来能源电力、高端制造等国民经济支柱行业实现产业升级的重要支撑。

超导材料行业上游为矿产资源，包括稀土矿、银矿、铜矿、镍矿等。

下游应用主要集中在两个方向：一方面，在强电方向，其可用于增强载流量，减轻电工装备的重量、减小体积、减少占地面积以及提升能效等，主要用于电力领域，如超导电缆、超导限流器、超导电机（调相机）、超导储能系统等；另一方面，在高场方向，利用其大电流产生的大磁场，可广泛服务于可控核聚变、大科学装置、高端制造、医疗装备等领域。