| 学科专业评审组: | 材料科学组 | | 项目名称: | 新型铌钛超导材料关键技术与应用 |
| 提名单位: | 陕西省科学技术厅 |
| 提名等级: | 一等奖 |
| 提名单位意见: | 铌钛(NbTi)超导材料是目前应用最广泛的超导材料,占全球超导材料用量的80%以上。以先进新型医用高场超导磁共振成像仪(MRI)、快脉冲高能加速器、高速磁悬浮、量子计算为代表的超导新应用快速发展,对NbTi超导材料不断提出苛刻的技术要求。该项目发明了高临界电流密度线材磁通钉扎调控技术、开发出高热稳定NbTi超导线材结构设计及制备技术、发明了低损耗超细芯丝NbTi超导线材结构设计及加工技术、首创量子计算机用超导同轴电缆成套制备技术,并实现批量化制备,被著名超导领域专家甘子钊院士等鉴定为国际领先水平。项目建成年产能5000吨新型NbTi超导材料生产线,全面提升我国超导材料产业化能力和国际影响力,销售收入超30亿元。该项目成果支撑了联影医疗全球首台5.0 T全身MRI、中国首台9.4 T高场MRI,健信超导世界首台1.5 T无液氦MRI磁体的研制和批产,保障了中国MRI产业链完全自主可控,打破了国外技术壁垒形成的高价格局面,惠及中国百姓。为 SIEMENS、GE的商用MRI,意大利ASG公司全球首台10.5T MRI“超级大脑显微镜”提供重要超导材料支撑。成功应用于欧洲强子对撞机、上海光源、中国聚变工程等大科学装置,大尺寸单晶硅制造、量子计算等国家重点领域,有力支撑了国际前沿科学研究。
同意推荐该项目参加2025年度陕西省科学技术进步奖评审。提名该项目为陕西省科学技术进步奖一等奖。
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| 项目简介: | 

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| 客观评价: | 

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| 应用情况和效益: | 

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| 主要知识产权和标准规范等目录: | 

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| 主要完成人: | - 姓名:李建峰
排名:1 行政职务:党委书记 技术职称:正高级工程师 工作单位:西北有色金属研究院 对本项目技术创造性贡献:李建峰在4项技术中制定关键方案和技术路线。在高临界电流密度线材磁通钉扎调控技术中,提出元素掺杂技术思路。在高热稳定NbTi超导线材结构设计及制备技术中,提出“高均匀超导芯线+U型铜槽线”的结构设计。在低损耗超细芯丝NbTi超导线材结构设计及加工技术中,开发新型Cu5Ni合金基体,兼具优异的塑性变形能力和高电阻率特性。在量子计算机用超导同轴电缆成套制备技术中,针对高尺寸精度毛细管加工提出轧制路线。在本项目工作中投入的工作量占本人工作量的80%,并在4项发明中做出了创新性贡献。主要贡献证明材料附件编号:1-1-1~3,6-1-1,6-1-3~4,6-3-1~3,6-5-1~4,6-6-1~2。 曾获国家科技奖励情况:(1)国际热核聚变实验堆用高性能低温超导材料制备技术,2015年,国家技术发明奖,二等奖,排名第5,2015-F-30702-2-01-R05;
(2)高性能铌三锡(Nb3Sn)超导线材制备技术开发及应用,2014年,陕西省科学技术奖,一等奖,排名第5,14-1-13-R5。 - 姓名:郭强
排名:2 行政职务:无 技术职称:正高级工程师 工作单位:西部超导材料科技股份有限公司 对本项目技术创造性贡献:郭强攻克4项关键技术难题。在高临界电流密度线材磁通钉扎调控技术中,解决NbTi超导线材临界电流密度偏低的问题。在高热稳定NbTi超导线材结构设计及制备技术中,开发大铜超比超导线材镶嵌焊接覆铜技术。在低损耗超细芯丝NbTi超导线材结构设计及加工技术中,解决大塑性变形长线加工难题。在量子计算机用超导同轴电缆成套制备技术中,基于壁厚控制技术解决精密拉拔嵌套工艺难题。在本项目工作中投入的工作量占本人工作量的80%,并在4项发明中做出了创新性贡献。主要贡献证明材料附件编号:1-1-1~3,6-1-1~2,6-1-4~7,6-3-1~4,6-5-1~4,6-6-1~2。 曾获国家科技奖励情况:无 - 姓名:闫果
排名:3 行政职务:无 技术职称:教授级高工 工作单位:西部超导材料科技股份有限公司 对本项目技术创造性贡献:闫果在3项技术中做出重要贡献。在高临界电流密度线材磁通钉扎调控技术中,研究了扭绞节距对线材性能的影响。在高热稳定NbTi超导线材结构设计及制备技术中,研究了热处理制度和扭绞对线材性能的影响。在低损耗超细芯丝NbTi超导线材结构设计及加工技术中,研究了扭绞速度、扭绞张力和扭绞节距对线材芯丝均匀性、临界电流密度、损耗的影响。在本项目工作中投入的工作量占本人工作量的70%,并在第1、2、3项发明中做出了创新性贡献。主要贡献证明材料附件编号:6-1-2,6-1-7,6-3-1,6-3-3~4,6-6-1~2。 曾获国家科技奖励情况:(1)高性能铌三锡(Nb3Sn)超导线材制备技术开发及应用,2014年,陕西省科学技术奖,一等奖,排名第8,14-1-13-R8。 - 姓名:朱燕敏
排名:4 行政职务:无 技术职称:正高级工程师 工作单位:西部超导材料科技股份有限公司 对本项目技术创造性贡献:朱燕敏在高临界电流密度线材磁通钉扎调控技术中,对Ta掺杂NbTi超导线材的新型时效热处理制度、微观组织和磁通钉扎进行研究,显著提升了线材的高场临界电流密度。在低损耗超细芯丝NbTi超导线材结构设计及加工技术中,研究了各组元加工硬化行为,为四组元塑性协同变形提供了重要的技术支撑。在本项目工作中投入的工作量占本人工作量的50%,并在第1、3项发明中做出了创新性贡献。主要贡献证明材料附件编号:1-1-2~3,6-1-5~6,6-3-1~2,6-3-4,6-5-1,6-5-4,6-6-1~2。 曾获国家科技奖励情况:无 - 姓名:王瑞龙
排名:5 行政职务:无 技术职称:高级工程师 工作单位:西部超导材料科技股份有限公司 对本项目技术创造性贡献:王瑞龙在高热稳定NbTi超导线材结构设计及制备技术中,研究了U型铜槽线材质、镶嵌焊接温度和镶嵌焊接速度对NbTi超导线材剩余电阻比的影响。在低损耗超细芯丝NbTi超导线材结构设计及加工技术中,系统分析了不同阶段线材微观组织和显微硬度变化规律,最终获得了最佳的线材结构设计和加工工艺。在本项目工作中投入的工作量占本人工作量的50%,并在第2、3项发明中做出了创新性贡献。主要贡献证明材料附件编号:1-1-3,6-1-2,6-1-5~6,6-3-1,6-3-3~4,6-5-1,6-5-3~4,6-6-1~2。 曾获国家科技奖励情况:无 - 姓名:张凯林
排名:6 行政职务:无 技术职称:高级工程师 工作单位:西部超导材料科技股份有限公司 对本项目技术创造性贡献:张凯林在高热稳定NbTi超导线材结构设计及制备技术中,开展了低铜超比超导芯线研发及制备工作,提升NbTi芯丝的变形均匀性。在量子计算机用超导同轴电缆成套制备技术中,研究了NbTi芯丝的绝缘工艺,通过调控PTFE绝缘层叠包参数,有效保证了绝缘尺寸精度。在本项目工作中投入的工作量占本人工作量的50%,并在第2、4项发明中做出了创新性贡献。主要贡献证明材料附件编号:1-1-3,6-1-5~6,6-3-1,6-3-3~4,6-5-3~4,6-6-1~2。 曾获国家科技奖励情况:无 - 姓名:周子敬
排名:7 行政职务:无 技术职称:工程师 工作单位:西部超导材料科技股份有限公司 对本项目技术创造性贡献:周子敬在低损耗超细芯丝NbTi超导线材结构设计及加工技术中,研究了不同热处理制度下多组元塑性协同变形行为。在量子计算机用超导同轴电缆成套制备技术中,开发了高均匀NbTi毛细管轧制技术和NbTi丝制备技术。在本项目工作中投入的工作量占本人工作量的50%,并在第3、4项发明中做出了创新性贡献。主要贡献证明材料附件编号:6-1-2,6-1-5,6-3-1,6-5-3~4,6-6-1~2。 曾获国家科技奖励情况:无 - 姓名:赵永富
排名:8 行政职务:无 技术职称:高级工程师 工作单位:西部超导材料科技股份有限公司 对本项目技术创造性贡献:赵永富在高热稳定NbTi超导线材结构设计及制备技术中,开发了高均匀超导芯线和U型铜槽线镶嵌焊接一体化设备。在低损耗超细芯丝NbTi超导线材结构设计及加工技术中,提出了超导线材铜超比在线测试方法。在本项目工作中投入的工作量占本人工作量的50%,并在第2、3项发明中做出了创新性贡献。主要贡献证明材料附件编号:6-1-1,6-3-1,6-3-3,6-6-1。 曾获国家科技奖励情况:无 - 姓名:刘维涛
排名:9 行政职务:无 技术职称:高级工程师 工作单位:西部超导材料科技股份有限公司 对本项目技术创造性贡献:刘维涛在低损耗超细芯丝NbTi超导线材结构设计及加工技术中,研究了热等静压温度和压力对复合锭尺寸的影响,分析了不同热挤压温度和挤压比对线材加工的影响,最终获得了最佳的热等静压工艺和热挤压工艺。在本项目工作中投入的工作量占本人工作量的50%,并在第3项发明中做出了创新性贡献。主要贡献证明材料附件编号:6-1-3,6-3-1,6-6-1。 曾获国家科技奖励情况:无 - 姓名:王瑞
排名:10 行政职务:无 技术职称:工程师 工作单位:西部超导材料科技股份有限公司 对本项目技术创造性贡献:王瑞在高热稳定NbTi超导线材结构设计及制备技术中,开发了锡液内循环覆铜锡槽以及涤纶丝编织绝缘国产化设备。在低损耗超细芯丝NbTi超导线材结构设计及加工技术中,开发了铜超比在线测试专用装备。在本项目工作中投入的工作量占本人工作量的50%,并在第2、3项发明中做出了创新性贡献。主要贡献证明材料附件编号:6-1-1,6-3-1,6-3-3,6-6-1。 曾获国家科技奖励情况:无 - 姓名:柳祥
排名:11 行政职务:无 技术职称:高级工程师 工作单位:西部超导材料科技股份有限公司 对本项目技术创造性贡献:柳祥在高热稳定NbTi超导线材结构设计及制备技术中,研究了大铜超比NbTi超导线材不同镶嵌焊接加工率对超导线材剩余电阻比的影响,以及不同类型活化剂对线材焊接质量的影响。在本项目工作中投入的工作量占本人工作量的50%,并在第2项发明中做出创新性贡献。主要贡献证明材料附件编号:1-1-2,6-1-6,6-3-1~3,6-5-2,6-6-1~2。 曾获国家科技奖励情况:无 - 姓名:严凌霄
排名:12 行政职务:无 技术职称:高级工程师 工作单位:西部超导材料科技股份有限公司 对本项目技术创造性贡献:严凌霄在高临界电流密度线材磁通钉扎调控技术中,研究了不同钉扎中心对NbTi超导线材微观组织和超导性能的影响,开发了人工钉扎NbTi超导线材冷变形和热处理加工技术,显著提升了NbTi超导线材低场下的临界电流密度。在本项目工作中投入的工作量占本人工作量的50%,并在第1项发明中做出了创新性贡献。主要贡献证明材料附件编号:6-1-3~4,6-3-1,6-5-3,6-6-1~2。 曾获国家科技奖励情况:无 - 姓名:秦星
排名:13 行政职务:无 技术职称:工程师 工作单位:西部超导材料科技股份有限公司 对本项目技术创造性贡献:秦星在高热稳定NbTi超导线材结构设计及制备技术中,研究了大铜超比NbTi超导线材加工过程结构优化。在本项目工作中投入的工作量占本人工作量的50%,并在第2项发明中做出创新性贡献。主要贡献材料编号:6-1-6,6-3-1,6-3-3,6-6-1。 曾获国家科技奖励情况:无 - 姓名:冯勇
排名:14 行政职务:无 技术职称:教授级高工 工作单位:西部超导材料科技股份有限公司 对本项目技术创造性贡献:冯勇全面参与4项关键技术攻关工作。在高临界电流密度线材磁通钉扎调控技术中,提出新型时效热处理制度。在高热稳定NbTi超导线材结构设计及制备技术中,提出大铜超比线材芯丝均匀性调控思路。在低损耗超细芯丝NbTi超导线材结构设计及加工技术中,创新性地提出了Nb阻隔技术。在量子计算机用超导同轴电缆成套制备技术中,开发了自同轴化拉拔工艺,实现同轴电缆内外导体偏心量仅5 μm。在本项目工作中投入的工作量占本人工作量的80%,并在4项发明中做出了创新性贡献。主要贡献证明材料附件编号:1-1-1~3,6-1-2,6-1-4~6,6-3-1~4,6-5-1~4,6-6-1~2。 曾获国家科技奖励情况:(1)高Jc—YBCO超导体材制备技术,1999年,国家技术发明奖,二等奖,排名第6,10-2-001-06;
(2)国际热核聚变实验堆用高性能低温超导材料制备技术,2015年,国家技术发明奖,二等奖,排名第4,2015-F-30702-2-01-R04。 - 姓名:张平祥
排名:15 行政职务:无 技术职称:教授 工作单位:西北有色金属研究院 对本项目技术创造性贡献:张平祥主导了4项核心技术的整体研发与方案设计。开发了高临界电流密度线材磁通钉扎调控技术、高热稳定NbTi超导线材结构设计及制备技术、低损耗超细芯丝NbTi超导线材结构设计及加工技术、量子计算机用超导同轴电缆成套制备技术,为系列高性能NbTi超导材料的新技术开发、工程化制备、产业化及应用提供了重要的技术支撑。在本项目工作中投入的工作量占本人工作量的80%,并在4项发明中做出了创新性贡献。主要贡献证明材料附件编号:1-1-1~3,6-1-1~2,6-1-4~6,6-3-1~3,6-5-1~4,6-6-1~2。 曾获国家科技奖励情况:(1)高Jc—YBCO超导体材制备技术,1999年,国家技术发明奖,二等奖,排名第2,10-2-001-02;
(2)国际热核聚变实验堆用高性能低温超导材料制备技术,2015年,国家技术发明奖,二等奖,排名第1,2015-F-30702-2-01-R01。
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| 主要完成单位及创新推广贡献: | - 单位名称:西部超导材料科技股份有限公司
单位贡献:科技创新贡献:开发了“高热稳定NbTi超导线材结构设计及制备技术”,解决了NbTi超导线材大铜超比覆铜技术的难题,实现了MRI用大铜超比NbTi超导线材批量化制备,累计生产近8000吨。发明了“低损耗超细芯丝NbTi超导线材结构设计及加工技术”,解决了超细芯丝NbTi超导线材大塑性变形加工量下的四组元协同变形难题,实现了高能加速器用超导线材的国产化替代。
推广应用情况贡献:面向人民生命健康,本项目技术成功应用于全球1.5 T、3.0 T和5.0 T等先进MRI高端医疗装备,成为SIEMENS医疗、GE医疗和联影医疗等国际MRI龙头企业的超导线材最大供应商。本项目技术推动我国MRI产业从无到有,从弱变强,实现了中国超导MRI产业链完全自主可控,为我国MRI产业跻身世界前列提供有力支撑,打破了国外技术壁垒形成的高价格局面,大幅降低高端医疗设备成本,大幅提升我国诊疗水平,惠及中国百姓。面向国家重大需求,本项目技术实现了在强流重离子加速器装置(HIAF)和加速器驱动嬗变研究装置(CiADS)的装机应用,为我国大科学装置的自主建设提供了核心材料保障。本项目技术成功应用到超高速电磁悬浮与推进装置,速度达648 km/h,打破了超导电磁推进领域世界纪录,为超高速低真空管道磁浮交通系统实现1200 km/h的速度打下坚实基础。
- 单位名称:西北有色金属研究院
单位贡献:科技创新贡献:开发了“高临界电流密度线材磁通钉扎调控技术”,提升了NbTi超导线材的临界电流密度,性能达到国际领先水平,进一步拓宽了NbTi超导材料的应用领域。开发了“量子计算机用超导同轴电缆成套制备技术”,解决NbTi毛细管的高尺寸精度加工及壁厚均匀性控制、内外导体和绝缘介质同心度控制难题,打破日本独家垄断,为深圳国际量子研究院等超导量子计算机研发单位提供了NbTi超导同轴电缆支撑。
推广应用情况贡献:面向人民生命健康,本项目技术为意大利ASG公司全球首台10.5 T MRI“超级大脑显微镜”的研制和中国联影医疗首台9.4 T高场MRI的成功开发及批量生产提供重要超导材料支撑。面向世界科技前沿,本项目技术保障了美国能源部、密歇根州立大学稀有同位素束流设施(FRIB)项目用聚焦超导螺线管磁体的成功研制。在聚变领域,先后完成了国际最先进的中国聚变堆主机关键系统综合研究设施(CRAFT)和中国紧凑型聚变能实验装置(BEST)用超导线材的交付任务,助力中国聚变工程研究达国际领先水平。面向国家重大需求,本项目技术保障了超导量子计算机中信号传输核心器件的国产化,显著提升了我国在全球量子科技竞争中的话语权。面向经济主战场,本项目NbTi超导线材成功应用于直径300 mm以上高纯单晶硅生长用大型超导磁体,打破国际垄断、填补国内空白,达到国际领先水平,为我国半导体行业的发展提供了关键装备支撑。
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| 完成人合作关系说明: | 完成人合作关系说明:1
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