（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。

3、超导材料的发展：低温先行，高温有望后来居上

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。

4、低温高温超导材料对比

据前文低温超导材料目前已实现产业化。已成功应用于磁共振成像、核磁共振波谱分析等领域。但低温 超导材料临界温度较低，需要在液氦环境（4.2K，即-269℃）下工作。由于氦气是一种稀有资源，我国 氦气资源贫乏，目前主要依赖进口，因此使用成本较高。此外，低温超导材料在高场环境下电流密度衰 减速度快，目前主要应用于 15T 以下场景。 高温超导材料对于工作环境要求较低，如第二代高温超导带材可在液氮环境（77K，即-196℃）下工作， 而液氮资源丰富，制备技术成熟，价格远低于液氦，在制冷成本及制冷能耗上具有明显优势。此外，高 温超导材料能够提供更高场强的稳定磁场，进一步打开了下游高场应用领域，产业化前景更加广泛。但 由于高温超导材料发展起步较晚，制备技术较为复杂，规模化生产未能充分显现，使得产品价格较低温 超导材料更高。

5、超导材料产业链概述

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。

二、主要超导材料及制备工艺

1、铜氧化物超导材料

1986 年超导研究迎来重大突破，德国物理学另辟蹊径地在原本绝缘的氧化物体系 BaLaCuO 中发现了转 变温度高于 30K 的超导体。随后，美国朱经武团队和中国赵忠贤团队独立发现了转变温度高于液氮（K） 的铜氧化合物超导体 BaYCuO，引发了铜基高温超导研究的热潮。更多的铜基高温超导材料陆续被发现， 现在其转变温度已超过 160K。在常压下，Tc 超越麦克米兰极限的超导体，被称为非常规超导体。 铜氧化物超导材料的共同特点是具有层状结构，超导发生在其中的 CuO 层。CuO 层两侧有 La/Ba 层、 La/Sr 层或 BiSrCaCuO 体系中的 Bi/Sr 层和 Ca 插层。铜氧化物的超导敏感地依赖于氧含量。随着氧含 量的变化，载流子会被调控，出现除超导态之外的其他复杂电子相，如反铁磁、赝能隙、奇异金属、费 米液体等。

（1）Bi 系超导材料

Bi 系铜氧化物超导体是一种准四方晶系，由一系列类钙钛矿型结构单元 ABO3 和 BiO 双层组成。在晶 体结构中，[CuO2]层为超导层，其他层为载流子库层。根据材料中[CuO2]层数的不同，Bi 系超导材料 分为 Bi2201（[CuO2]的层数为 1）、Bi2212（[CuO2]的层数为 2）和 Bi2223（[CuO2]的层数为 3）等。 Bi2212 和 Bi2223 因其临界温度高、成材性能较好、载流能力好等优点得到了广泛的应用研究。

Bi2Sr2CaCu2O8+δ（简称 Bi2212）Tc 约 85K，HC2 大于 100T（4.2K），在低温高场条件下具 有极高的载流性能。在液氦温区 45T 的磁场条件下，临界电流密度仍然可以达到 266A/mm2。同时， Bi2212 是目前唯一可以被制备成各向同性圆线的铜氧化物高温超导材料，使其在应用过程中，可以依托 低温超导材料开发绞缆或磁体绕制技术，且无需考虑横截面方向上的各向异性问题，极大地简化了导体 和磁体设计过程。另外，Bi2212 的圆线结构更容易实现多芯化和电缆绞制，从而降低交流损耗，相比其 他扁带结构的高温超导材料，更有利于制备管内电缆导体、卢瑟福电缆和螺线管线圈。因此，Bi2212 被 认为是低温高场下最具应用前景的高温超导材料之一。 粉末装管法（powder-in-tube，PIT）为目前的主流工艺（除去 REBCO 材料外其他主流超导材料均 采用此工艺）。Bi 先制备具有高 Bi-2212 含量的前驱体粉末，再将其装入纯银管中，经过旋锻、拉拔加 工成单芯线材，然后按照设计结构，使用纯银管或银合金管经过多次组装得到多芯线材，最后经过拉拔 加工成一定尺寸的具有各向同性圆形截面的线材。

目前已有多家公司和研究机构具备 Bi2212 线材的批量化制备能力，主要包括美国牛津仪器公司 （BOST）、欧洲耐克森（Nexans）公司、日本昭和电线电缆株式会社和西北有色金属研究院等。 BOST 研制的 Bi2212 线材的工程临界电流密度（Je）在液氦温区 45T 磁场下仍能保持 266A/mm2，这 表明 Bi2212 线材非常适合于超高磁场条件下的应用。西北有色金属研究院研制的线材在 4.2K，14T 磁 场下的 Je 达到 60A/mm2。 Bi2Sr2Ca2Cu3O10（简称 Bi2223）高温超导材料是目前临界转变温度（Tc＝108~110K）最高的实用化 高温超导材料。Bi2223 晶体结构为层状，超导电性具有强烈的各向异性，实际使用时以扁形带材为主。 Bi2223 带材采用粉末装管法经过旋锻、拉拔、轧制和热处理加工成带材，是首先实现批量化制备的实 用化高温超导材料。目前 Bi2223 带材已经成功应用于液氮下运行的发电机、传输电缆、分流电压器、 故障电流限制器、电动机以及储能装置等设备中。特别是在德国埃森（Essen）市挂网运行的超导电缆， 成功证实了该类材料在电网中长期稳定运行的能力。 美国超导公司基于其对化学组分和工艺的精确控制以及后退火技术的开发，在国际上率先实现了在 K 自 场条件下传输电流 100A 的突破，一度处于领跑地位。但 2004 年日本住友电气工业株式会社开发出可 控高压热处理技术，将其带材的载流性能从 100A 左右，迅速提升到 250A 以上。国内开展 Bi2223 带材的主要研究单位为北京英纳超导技术有限公司和西北有色金属研究院。目前，国内 Bi2223 带材的载流 性能基本稳定在 100A，与日本住友电气工业株式会社带材差距较大。

（2）REBCO 超导材料（主流二代高温超导材料）

YBCO 为主流的高温超导材料。稀土钡铜氧化物（rare earthbarium copper oxide，REBCO，RE 为稀 土元素，YBCO 即为钇（Y）基的 REBCO 材料）带材，即第二代高温超导带材经过 30 年的技术发展形 成了一种典型的多层复合结构。二代带材拥有高超导转变温度、高载流能力、高不可逆场以及廉价的生 产原料等优势，是产生强磁场或应用在强磁场环境中的关键材料之一。以聚变磁体需求为牵引，美国政 府高度重视超导带材的批量制造。2023 年和 2024 年，美国能源部（Department of Energy，DOE）先 后投入 9000 万美元用于本土化制造高性能超导带材，目标实现高性能、低成本、高效产出及原材料高 利用率等。

YBCO 的晶体结构较为复杂，因此需要多种缓冲层。由于 YBCO 的结构具有较强的各向异性，电流传 输主要集中在 ab 面内，因此除了面内具有较小的品界角以外，品粒取向的方向也是很重要的。因为 YBCO 和金属基底存在着晶格不匹配，还存在着一定的化学反应因此，必须在 YBCO 和金属基底之间增 加一系列缓冲层和阻隔层，以阻化学反应并改善品格匹配性。金属基带是涂层导体的载体，起到支撑保 护、提供织构模板的作用；缓冲层主要承担传递织构和化学阻隔两大任务；YBCO 超导层是整个涂层导 体的核心，其成膜质量的优劣直接影响涂层导体的性能。生产过程及工艺如下： 1）基带加工：YBCO 涉及工艺种类较多。基带的制备技术主要包括不依赖真空技术的 RABiTS 和以高 真空技术为基础的 IBAD 技术以及倾斜基板沉积技术（ISD）；缓冲层沉积制备技术大体可分为以真空 技术为基础的物理沉积技术（PVD）和非真空的化学溶液沉积技术（CSD）两大类，目前 YBCO 层的制 备技术路线主要有几大类：金属有机物沉积（MOD）技术、金属有机物化学气相沉积（MOCVD）技术、 电子束蒸发（EV）技术和脉冲激光沉积（PLD）技术。 IBAD 为基带制作的主流技术。通常要在柔性金属基底（通常为 50~100mm 厚）上制备出具有立方织 构的超导层，首先要获得具有类似立方织构的基底，然后外延生长小于 1μm 厚的多层缓冲层，最后外 延沉积 1~4μm 厚的 YBCO 超导层。基带制作目前有 IBAD、倾斜衬底沉积 ISD、RABiTS 技术。其中 IBAD 技术使用得相对更广泛。 IBAD 工艺为类半导体工艺。通过离子束轰击靶材，将靶材蒸发并沉积到金属基底上。同时，辅助离子 束以特定角度轰击薄膜，控制晶粒生长方向，形成双轴织构的种子层。其系统采用双离子源配置，一个 用于靶材沉积，一个用于辅助薄膜生长。薄膜的取向受沉积厚度、离子束能量和入射角度的影响较大。

2）制备缓冲层：YBCO 带材的缓冲层要和金属基带、YBCO 超导层匹配，且热稳定性、化学稳定性和 抗氧化性好，能阻止元素的相互扩散。国际上通用的缓冲层的结构包括 5 层：无定形的 Al2O3 和 Y2O3 作为形核层、IBAD-MgO 层、高度自外延的 MgO 层、LaMnO3 薄层。

缓冲层的制备方法众多，主要分为物理气相沉积法（PVD）和化学溶液沉积法（CSD）。物理气相沉 积法制备的薄膜平整致密、孔洞较少、织构也好，采用物理法制备的缓冲层材料主要包括：CeO2 （Sputtering 或 PLD）、Y2O3（Sputtering 或 PLD）、MgO（IBAD）、YSZ（Sputtering 或 IBAD）、 Gd2Zr2O7（IBAD）、La2Zr2O7（LZO）、SrTiO3（STO）、LaMnO3（LMO，Sputtering 或 PLD） 等。

3）生长超导层：超导层为核心。在第二代高温超导带材中，超导层是电流传输层，是整个涂层导体的 核心，其性能的优劣直接影响涂层导体的实际应用，这就要求超导层要有尽可能高的临界电流密度。制 备方法有很多种，包括物理气相沉积（如 PLD、Sputtering 等）、化学气相沉积（如激光 CVD、 MOCVD）、化学溶液法（如激光 MOD、喷雾热解法）、反应共蒸发（reactive co-evaporation，RCE） 法、液相外延（LPE）法等，如 LPE 法、喷雾热解法以及溅射法等被证明难以利用。

YBCO 超导层的工业化制备方法主要有：PLD 法、MOCVD 法、RCE 法、MOD 法。PLD 法 PLD 为制备高温超导薄膜最成功的方法之一。可精准复制靶体的化学配比，薄膜质量稳定。其过程分三步： 激光束作用靶材产生等离子体，等离子体膨胀后在基底上成核生长为薄膜。关键参数包括激光功率、脉 冲频率、靶材表面状况和基带温度等。缺点是生长速率慢、成本高。应用企业包括日本 Fujikura、 Sumitomo、SuperOx，德国布鲁克，中国的上海超导和甚磁超导。MOCVD 是一种新兴技术，通过载 流气体将气态金属有机物带入反应腔，与反应气体混合后在高温基板上发生化学反应，形成金属化合物 薄膜。其主要步骤包括气体迁移、吸附、成膜和反应物脱落。优点是制备效率高、成分易控制、薄膜质 量好；缺点是原材料（特别是 Ba 有机源）价格高且利用率低。采用该技术的企业有 SuperPower 和东 部超导（永鼎）。RCE 法是我国尚未采用的一种技术。它是反应蒸发法的一种，通过多个蒸发源在真 空室内同时蒸发 Y、Ba、Cu 等金属，并通入反应气体，在基底表面生成 YBCO 薄膜。优点是使用金属 蒸发料，成本低，可通过调节蒸发速率提高薄膜生长效率。缺点是热处理工艺复杂，控制难度大。目前 采用该技术的有美国 LANL 和 STI、韩国 SuNAM、德国 Theva 等。MOD 法是一种化学溶液法，具有 低成本、适合规模化生产的特点，无需真空设备。其制备过程包括四个主要步骤：前驱液合成、前驱膜 涂敷、低温热分解和高温晶化。优点是涂层速度快、成本低，但工艺的可靠性和稳定性是难点。目前， 美国超导公司和中国的上海上创超导等企业采用 MOD 技术。 根据《上海高温超导磁体相关技术发展现状与对策建议》的总结，国外方面，主要的公司包括 Faraday Factory Japan（日本，前身为俄罗斯的 SuperOx）、Fujikura（日本）、SuperPower（美国，现为 Furukawa 全资子公司）等。国内方面，主要公司有 4 家，上海超导（精达参股 18.2866%）、东部超导 （永鼎股份子公司）、上创超导（采用 MOD 方案）、甚磁（采用 PLD 方案）等。

4）沉积银膜层：利用磁控溅射、沉积等技术，在已经完成超导层生长的带材上下表面继续沉积约 3um 厚度的银稳定层，然后对超导带材进行氧化热处理，根据实际宽度需求对带材进行分条处理。 5）包覆金属保护层：利用电镀技术，在完成分条的超导带材四周镀上一定厚度的铜保护层。根据具体 应用需要，利用不同封装技术，再次对完成基本包覆的超导带材进行进一步封装处理，如包覆不锈钢带， 增加机械强度；包覆聚酰亚胺绝缘带，实现带间绝缘等。

2、NbTi 和 Nb3Sn（主流的低温超导材料）

NbTi 和 Nb3Sn 是目前主流的低温超导材料。参照《西部超导招股说明书》，NbTi 是二元合金，具有 良好的加工塑性，很高的强度，制造成本低，临界磁场低，主要用于 10T 以下磁场；Nb3Sn 是金属间 化合物，属于脆性材料，制造成本高，但是临界磁场高，主要用于 10T 以上的磁场。

NbTi 和 Nb3Sn 工作于液氦温区（4.2K），需依赖昂贵制冷系统。

NbTi 超导材料一般采用冷加工工艺。NbTi 为单相 β 型固溶体，其上临界磁场（Hc2）在 4.2K 约为 12T。NbTi 超导体一般采用熔炼方法加工成合金，再使用集束拉拔工艺将其加工成以铜为基体的多芯复 合超导线，最后通过结合时效热处理的冷加工工艺，获得由 β 单相合金转变为具有强钉扎中心的两相 （α+β）合金的结构，其中 α 析出相作为钉扎中心提高材料的临界电流密度。 NbTi 超导线材性价比高、性能稳定，使其成为目前液氦温区使用最广泛的低温超导材料，被广泛应用 于核磁共振成像仪（MRI）、核磁共振波谱仪（NMR）和大型粒子加速器的制造。在目前的实用化超 导材料中，NbTi 超导线材由于具有优异的中低磁场超导性能、良好的机械性能和加工性能，在实践中 获得了大规模应用，因此具有非常大的市场份额，其用量占整个超导材料市场的 90%以上。

Nb3Sn 超导线材的制备方法主要有内锡法和青铜法。Nb3Sn 是一种典型的具有 A15 型晶体结构的金属 间化合物，具有较高的超导转变温度 TC（~18K），上临界磁场 Hc2 可以达到 2T。 Nb3Sn 制备中，内锡法 Nb3Sn 超导线材临界电流密度更高，但是由于芯丝耦合严重，其交流损耗也随 之增高；青铜法 Nb3Sn 超导线材临界电流密度适中，但是由于芯丝通常不耦合，其交流损耗较低。因 此这两种线材拥有不同的应用领域。国际上 Nb3Sn 超导线材主要由德国 Bruker 公司、日本 JASTEC 公 司和古河电气工业株式会社以及我国的西部超导公司进行研发并批量化生产。德国 Bruker 公司研发及 生产的内锡法 Nb3Sn 超导线材是目前临界电流密度最高的商用超导线，其临界电流密度在 4.2K，12T 下最高达到 3000A/mm2。 青铜法 Nb3Sn 导线的主要生产厂商为日本 JASTEC 公司和古河电气工业株式会社，其研制的先反应后 绕制的青铜法 Nb3Sn 超导线材和高机械性能的增强型青铜法 Nb3Sn 超导线材，有效提高了超导磁体制 造的便捷性、稳定性和安全性。

西部超导布局较为广泛。根据西部超导的招股说明书，西部超导布局了 NbTi 和 Nb3Sn 的材料，后续向 磁体、超导设备等积极布局，不断扩充自己的产品系列。 NbTi 锭棒领域：全球仅有西部超导和美国 ATI 两家公司。 超导线材领域：主要厂商包括西部超导、英国 Oxford、德国 Bruker、英国 Luvata、日本 JASTEC，其 中英国 Oxford、德国 Bruker、英国 Luvata 三家公司是全球最主要的低温超导线材生产商，并且都能够 采用“青铜法”和“内锡法”两种方法生产 Nb3Sn 线材，而日本 JASTEC 主要采用“青铜法”生产 Nb3Sn 线 材。 超导磁体领域：国外主要厂商包括英国 Oxford、德国 Bruker、日本 JASTEC，GE、Philips、Siemens 也有自己的超导磁体工厂（不对外出售）；国内主要厂家包括宁波健信、西部超导和潍坊新力，成都奥 泰也有自己的超导磁体工厂（不对外出售）。 超导设备领域：高端超导 MRI 市场基本上被 GE、PHILIPS、SIEMENS 三家国际巨头垄断，其主流产 品是 3.0T，SIEMENS 已量产 7T 产品；国内主要厂家包括成都奥泰、苏州安科、东软医疗、上海联影， 目前已实现 1.5T 和 3T 超导 MRI 的商业化生产。国外 NMR 厂商主要包括德国 Bruker、日本 JEOL。

3、MgB2

MgB2 是 2001 年发现的超导转变温度为 39K 的金属间化合物超导体，具有相干长度大、晶界不存在弱 连接、材料成本低、加工性能好等优点。尽管其临界温度较低，但是 MgB2 超导材料可以工作在制冷机 温度范围内（10~20K），因此可以摆脱复杂昂贵的液氦冷却系统。MgB2 超导体可用于磁共振成像 （MRI）系统、特殊电缆、风力发电电机以及空间系统驱动电机等领域。 意大利的艾森超导（ASGSuperconductors）公司采用先位法粉末装管工艺制备出 12~3 芯 Cu/Ni 基 MgB2 多芯线材，在 20K，1.2T 的临界电流密度（JC）可达 1000A/mm2。美国的 HyperTech 公司采 用连续粉末填装与成形工艺制备出单根长度大于 3km 的 Monel/Cu/Nb 基多芯 MgB2 线材，其 Jc 值在 25K，1T 达到 2000A/mm2。日本的日立（Hitachi）公司和韩国的三东（SamDong）公司也已形成千 米级 MgB2 线材的生产能力。西部超导材料科技股份有限公司和西北有色金属研究院能够制备千米量级 长度 19 芯及 3 芯结构的 MgB2 长线，其工程临界电流密度（Je）在 20K，1T 下达到 250A/mm2。

4、铁基超导材料和有机超导体

自 2008 年铁基超导体被发现以来，已相继发现了上百种铁基超导材料，这些超导体的晶体结构均为层 状，都含有 Fe 和氮族（P，As）或硫族元素（S，Se，Te），Fe 离子为上下两层正方点阵排列方式，氮 族或硫族离子层被夹在 Fe 离子层间。按照导电层以及为导电层提供载流子的载流子库层交叉堆叠方式 和载流子库层的不同形成机制，主要分为 1111 体系（如 SmOFeAsF，NdOFeAsF 等）、122 体系（如 BaKFeAs，SrKFeAs 等）、111 体系（如 LiFeAs）、11 体系（如 FeSe 和 FeSeTe）以及 1144 相等为代表的新型结构超导体等体系。铁基超导体具有上临界场极高（100~250T）、各向异性较低（1<γH<2， 122 体系）、本征磁通钉扎能力强等许多明显的优势。

自 2008 年以来，中国团队率先发现系列 50K 以上铁基高温超导体并创造 55K 的临界温度世界纪录。 中国科学院电工研究所采用粉末装管法通过控制轧制织构和元素掺杂，在 2013 年制备出临界电流密度 达到 10A/mm2（4.2K，10T）的铁基超导线材，证明了铁基超导材料在强电应用上的巨大潜力。经过工 艺优化后，2018 年他们将百米长线的临界电流密度提高至 300A/mm2（4.2K，10T），目前已经开始 超导磁体制备研究。

1964 年，Little 理论预测有机物中存在着超导电性，且其 TC 理论上可达到室温，提出了假想模型。 1980 年，Jerome 等发现了第一个有机体系的超导材料四甲基四硒富瓦烯（（TMTSF）PF6），TC 为 0.9K。1988 年底，Urayama 等发现了 Tc 高于 10K 的有机超导体（BEDTTTF）2Cu（SCN）2。1989年，Ishigoro 和 Anzai 整理了当时有机超导体的发展状况，于论文中累计列出 31 个有机超导体，而在其 论文发表之后不到两年时间中又发现了 9 个新的有机超导体，TC 提高到了 12.5K。1991 年，Ebbesen 等通过碱金属掺杂 C60 单晶的方式，得到了一系列 TC 较高的超导材料，其中 Cs3C60TC 达到了 40K。 2001 年，Schon 等发现了用 CHCl3 和 CHBr3 插层拓展 C60 单晶，得到的 C60 单晶具有多孔表面，TC 达到了 11K。 有机物超导材料的优点在于其密度低、重量也相对轻，其中典型的是具有三维结构的 C60 类超导材料， 其实用潜力相当大。目前的主要问题包括制备困难，易氧化变质，不易保存等，其主要工作依旧处在实 验阶段。目前，科学家们仍致力于探寻高 TC 且实用能力强的有机超导材料。

三、可控核聚变装置为重点应用方向返回搜狐，查看更多