模型完成
应用阶段
模型完成
超导磁流体发电
（1）将热能直接转化为电能
（2）效率高、污染小、启动快、单机容量大
日本200MW,效率20%-40%
模型完成
超导受控热核聚变
（1）通过受控聚变反应从而获得聚变能
（2）不产生核废料和温室气体,污染小
（3）带来巨大的、无限的清洁能源
中国超导托卡马克-HT-7
中国全超导托卡马克-EAST
韩国KSTAR托卡马克
运行阶段
调试阶段
研制阶段
交通运输
交通运输是对社会的发展非常重要，是国民经济的大动脉，它能够促进各地区的经济发展、物资交流以及人才流动；也能够解决大城市的人口拥挤问题。
目前世界各国的交通运输事业发展很快，但是交通拥挤的情况还是很严重，铁路、航空、船运部门的动力仍然存在不足。
为了改善这一状况，提高列车和船只的速度将会对人类社会产生巨大的影响。
HTSC在这一方面将会有很大价值。
（1）HTS磁悬浮列车。
HTS在磁悬浮列车的应用主要有两个方面：
利用HTS磁体实现列车悬浮和利用HTS直线电动机实现列车的推进。
利用HTS磁悬浮技术，我国在1997年制造了一辆HTS磁悬浮模型车，随后又在2000年12月研制出了世界上的首辆载人HTS磁悬浮实验车，使我国的HTS磁悬浮列车的研究处于世界领先水平。
日本在上世纪90代把低温超导技术应用于直线同步电动机，使之作为磁悬浮列车的驱动动力，大幅度提高了列车的运行速度，并在2003年12月制造出时速为581km/h的磁悬浮列车，打破世界速度记录[21]。
由于HTS磁悬浮列车不仅快捷、安全、噪音小，而且与常导和低温超导磁悬浮列车相比具有成本低、控制技术简单、速度更高等特点,可以预见在将来HTS磁悬浮列车会有更大的发展应用前景。
（2）超导电磁推进船。
超导电磁流体（MHD）推进船的推进原理是：
电流通过海水从正极流向负极，受到超导磁体垂直磁场的洛伦兹力作用，推动海水向后运行，从而对船产生向前的推力。
这种超导电磁推进船没有引擎和螺旋桨，具有结构简单、速度快、推进效率高、控制性能好、无污染、噪声小、造价低和易于维修等诸多优点。
随着HTS磁体技术的研发，当超导磁体产生的磁场超过到20T时，MHD推进船在运输和军事领域将有极大的商业价值。
另外，高温超导技术在一些水平或垂直的运输装置、电动汽车、飞机中也将得到重要应用，并且人们还在进一步发掘HTS技术在交通运输中的应用潜力。
生物医学
超导核磁共振成像装置。
核磁共振成像（NMRI）方法是将核磁共振（NMR）原理和计算机断层扫描（CT）技术结合起来，它的全称是核磁共振计算机断层扫描（NMR-CT）。
NMRI可以获得人体各种器官和组织的任意剖面的清晰图像，也可以获得各组织中的化学结构。
利用NMRI能够诊断某些早起的疾病、监控医疗过程、检测人体化学活体、研究经络系统机理等。
该装置的核心部件是磁体系统，磁体系统中的主磁体采用超导磁体，不但可以比常规磁体产生更强的主磁场，而且稳定性好、均匀性高，可以减少测量时间，使图像更加清晰，具有更多的功能。
此外，利用超导强磁体引导磁导管在人体内部进行肿瘤手术治疗，还可以不必进行深部外科切除、痛苦小等。
由超导磁体产生的强磁场来获得大量的磁化水可以应用于农业和医疗，具有促进农作物生长和新陈代谢及家畜的生长发育、提高存活率和防治疾病等优点，还可以用于很多人类所患疾病的治疗。
高能物理
目前使用超导磁体规模最大的是在高能物理实验方面。
在高能物理实验研究中，需要三种类型的磁体：
（1）探测器磁体：
用来鉴别和分析粒子的特性及其相互作用，例如气泡室磁体、谱仪磁体及混合谱仪磁体等；
（2）输运磁体：
安装于束流输送线上，用来选择、引导和聚焦粒子束，如二极磁体、四极磁体；
（3）加速器磁体：
用来束流、弯转和聚焦加速器中的粒子。
在这些磁体中如果采用常规磁体，不仅庞大、笨重、运行费用高，而且难于在大空间内获得稳态的强磁场，因此必须考虑采用超导磁体。
（1）超导氢气泡室。
这是一种基本粒子探测器，它是一个放在磁场中装有过热液体（液氢）的容器。
当带电粒子射入过热液体时，使自己所带的能量损失而径迹周围的液氢变成氢气泡，立即照相，便能够拍下这些氢气泡，也就是该粒子的行进轨迹。
如果没有外磁场，那么带电粒子的轨迹就是一条直线，如果加上磁场，那么轨迹就是圆形的。
根据圆弧的半径和数据，就可以推算粒子的性质。
为了测量更加有效，气泡室中磁场强度越强越好，只能采用超导磁体才能达到这一点。
（2）高能超导加速器。
利用超导磁体研制出的超导回旋加速器、超导同步加速器、超导对撞机和超导直线加速器已经得到应用。
利用超导磁体产生的强磁场可以极大地增加加速器能量、减小损耗、减小加速器半径、减少占地面积。
可以预见，超导体在液氮温区的应用将使加速器的发展前景更为乐观。
其他强电应用
（1）军事领域。
高温超导材料产生的强磁场可以用于制造超导扫雷具；直线电动机等技术可以用来制造电磁炮、轨道炮，能够使弹丸加速到几千米每秒至几十千米每秒；HTS电磁推进器能够使潜艇高速、安静地推进；超导储能装置可以利用存储的电磁能转换为激光能量来制造超导激光武器；超导储能装置产生的高频电磁能束或激光束在大气中聚焦，在焦点形成等离子团，研制出等离子体武器，从而可摧毁来自太空、高层大气或低层空间的任何袭击。
（2）航天领域。
航天飞机上所用的“磁窗”需要较强的磁场，但一般磁体重量大，很难在空中应用，只有超导体线圈在较小的重量下产生的磁场能够达到足够的强度，所以超导磁体的应用才使“磁窗”原理能够在空间应用。
此外，超导磁悬浮原理还有望用于火箭的发射等航天设备。
（3）磁分离技术。
利用超导磁体产生高磁场强度、高磁场梯度设计出的各种类型的超导磁分离装置，将在水的处理、红血球的分离、稀有金属的回收、非金属矿的提纯、煤的脱硫、高岭土的净化、低品位矿的选矿等方面发挥重要作用。
HTS在弱电领域中的应用
高温超导材料超导在弱电、弱磁领域中的应用也是多方面的，其中主要应用是在电子学和通讯上的。
（1）超导电子学方面。
可以用于制造电感器、地震预报、超导计算机、空间和军事等领域的超导量子干涉器件（SQUID）等。
如南开大学周铁戈等基于本征约瑟夫森效应，制作出一种新型的高温超导材料电感器，这种电感器与常规的电磁感应原理不同，它具有直流电阻为零、可调谐和尺寸小等优点，在电子电路，尤其在超导电子电路方面的应用价值很大。
（2）通讯方面。
可以用于制造移动通信、蜂窝电话基站等领域的高温超导滤波器，也可以用于通信、导航等领域的高温超导微带天线等。
如超导滤波器具有抗干扰能力强、信价比高、选择性好等优点，而且超导滤波器的市场潜力大，到2011年为止，全国所有地级以上城市以及大部分县、镇、乡、风景区和主要高速公路等3G网络已经覆盖，有40多万个3G基站，现在已进行4G网络建设以及网络优化升级，如果有20%的新建基站应用超导滤波器以及原有基站优化，那么可以产生百亿级的巨大市场［22］。
（3）其他弱电应用。
制造现代飞机、核潜艇、大型舰船、惯性导航的超导陀螺仪（（SCG）以及应用在实验室研究和军事领域的超导磁屏蔽等。
5结论
随着高温超导材料的不断发展，其制备工艺与性能逐渐变得成熟。
它经过了全球性超导热的探索，现已进入产业化发展阶段，关于HTS的理论、材料制备工艺、新材料的探索和应用技术，正向更高的层次发展。
为了加快HTS的实用化，各国都在加强了HTS的实用技术研究。
目前HTS在强电和弱电领域的研究都十分活跃，在电力能源、交通运输、高能物理、生物医学、微波器件、超导计算机、精密测量仪器等各个领域都得到了很好的发展和应用，在将来在更多领域有望实现变革性发展。
参考文献
[1]金建勋,郑陆海.高温超导材料与技术的发展及应用[J].电子科技大学学报,2006,35（4）:
612—627．
[2]王醒东.超导材料的特性及应用[J].广州化工,2013,41（12）:
38—40.
[3]陶伯万,熊杰,刘兴钊等.YBCO超导带材研究进展[J].中国材料进展,2009,28（4）:
16—21．
[4]刘秀峰,卢永进.高温超导技术在舰船装备中的应用[J].船电技术,2013,33（7）:
39—42．
[5]潘爱民.超导材料的发展和应用前景[J].大众科技,2012（5）:
92—93．
[6]韩德恩.超导物理性质及电力应用技术[J].武汉理工大学学报，,002,26
（2）:
140—142．
[7]利华.YBCO涂层导体的化学溶液沉积制备技术及超导性能研究[D].西安:
陕西科技大学,2013．
[8]孙晶.Bi-2212高温超导圆筒的研制及其性能研究[D].沈阳:
东北大学,2004．
[9]王永永.超导磁悬浮涡旋电流理论及实验验证[D].郑州:
郑州大学,2009．
[10]BednorzJG，MüllerKA．PossiblehighTcsuperconductivityintheBa-La-Cu-Osystem[J].ZeitschriftFurPhysikB-CondensedMatter,1986,64
（2）:
189—193．
[11]ChuCW，HorPH，MengＲL，etal．Superconductivityat52．5KintheLanthanum-Barium-Copper-Oxidesystem[J].Science,1987,235（4788）:
567—569．
[12]王醒东.YBCO超导带材的结构、特性和制备方法[J].广州化工,2013,41（13）:
37—39．
[13]吴兴超,李永胜,徐峰.高温超导材料的发展和应用现[J].材料开发与应用,2014,04:
95-106
[14]冯勇,闫果,张平祥等.实用化MgB2超导材料研究进展[J].低温物理学报,2005,27（5）:
819—823．
[15]WatanabeT，KurikiＲ，IwaiH，etal．HighratedepositionbyPLDofYBCOfilmsforcoatedconductors[J].IEEETransactionsonAppliedSuperconductivity,2005,15
（2）:
2566—2569．
[16]KimSB,MuraseS,YamadaYetal.MagneticfieldpropertiesofhighcriticalcurrentdensityYBCOfilmsdepositedbyTFA-MOD[J].IEEETransactionsonAppliedSuperconductivity,2005,15
（2）:
2645—2648.
[17]周耀辉,谈国强.超导材料的发展状况[J].佛山陶瓷,2005,15（5）:
28—30.
[18]王醒东,典型高温超导带材及性能要求[J].广州化工,2013,41（14）:
30—32．
[19]韩欢庆,刘桂荣,褚征军等.二硼化镁粉末的研究现状[J].粉末冶金工业,2005,15
（1）:
39—42.
[20]XuJD,WangSF,ZhouYBetal,PreparationofMgB2superconductingtapesusingelectrophoresis［J］．SuperconductorScienceandTechnology,2002,15（8）:
1190—1192
[21]王醒东.超导材料的特性及应用[J].广州化工,2013,41（12）:
38—40．
升级会员 