关键词：超导技术高温超导材料 MgB2 钇钡铜氧复合物 YBCO
一、超导技术的产生与发展
超导技术作为节能的一项新技术及其所具备的环保特性将成为二十一世纪的核心技术。它的发展经历了三个阶段：
1、第一阶段是人们对于超导电性的基本认识、探索以及BCS理论的问世。
1911年，Onnes发现Hg的电阻在4.15K时突降到当时的仪器精度已无法测出的程度，即Hg在一确定的临界温度Tc＝4.15K以下将丧失其电阻。随后，人们在Pb及其它材料中也发现这种特性：在满足临界条件(临界温度Tc、临界电流Ic、I临界磁场Hc)时物质的电阻突然消失，即为超导电性的零电阻现象。超导体的另一个基本特性是完全抗磁性。也就是说超导体在处于超导状态时，可以完全排除磁力线的进入。[2]这个现象是迈斯纳（Meissner）和奥克森费尔德（Oschenfeld）在1933年发现的，所以称做迈斯纳效应。这就是超导体的两个基本特性。1954年贝尔实验室的B．T．Matthias研究组发现了Nb3Sn合金超导材料，使60年代出现了超导的黎明期，但是它需要在很低的温度下（液氦中）才显现超导性。
2、第二阶段从1958到1986年高温氧化物U—Ba—Cu—0被发现之前，这是人类对超导应用技术准备性的探索阶段，于实验室规模上许多国家大力尝试了超导的应用； 1961年J．J.E.Kunzler用过量锡的银、锡混合粉末充填到银管中加工成线材，经热处理后在4.2K，8.8T下Ic达1.5×105A/cm2。此后很长一段时间Tc=23.3K的Nb3Ge被看作是极限值了。
3、第三阶段是1986年发现高温铜氧化物，揭开了人类对超导技术开发的序幕。苏黎世科学家J.G.Bendnorz等人在1986年发现的镧银铜复合氧化物达到30K，突破了传统的BCS理论引起了世界范围的巨大反响。[3]人们又开始寻找更高临界温度的超导材料。随后1987年美国休斯敦大学的朱经武等发现钇钡铜氧复合氧化物（YBCO）超导临界温度（Tc=93K）超过液氮温度（b.p=77K），引起了世界轰动；因为以前实际应用的超导体大多是使用液氦作为冷却剂，液氦的价格很高，这就阻碍了超导技术的应用。而液氮很廉价且容易得到（是氧气制备的副产物）。[4]1988年又有超导转变温度分别为110K和125K的铋-锶-钙-铜-氧和铊-钡-钙-铜-氧超导体被发现。1993年，人们发现了超导临界转变温度为133K的汞-钡-钙-铜-氧。
二、超导高温铜氧化物（YBCO）和二硼化镁（MgB2）的制备与性能
1、现在高温铜氧化物已经是目前研究较多的超导材料，在研究其超导性的同时人们对超导体的制备和加工进行了详细的研究。国外内的研究表明要制得高性能的YBCO，就必须先制备YBCO 纳米粉末获得100 nm左右的超细粉, 这将大大提高YBCO 材料的分散度和均匀性, 从本质上提高YBCO 材料的性能。[4]
YBCO 粉末的制备方法有Sol—Gel 、化学热解法。将Y2O3 (99. 99 %) , BaCO3 (99. 9 %) , CuO(99. 9 %)等混合在辅料的参与下烧结成型使金属达到离子级混合, 燃烧后的氧化物形成均匀的单相，生成颗粒均匀的粉末。这种方法重复性好, 是目前比较简单又有效的制备YBCO 纳米粉技术，然后将纳米粉末压制成型即可得初步的超导体。但YBCO有其自身的缺点：构成氧化物高温超导体的化学元素昂贵，合成的超导材料脆性大，难以加工成线材，使其应用受到极大的局限。
2、应运而生的另一种新型的高温超导材料是二硼化镁。[5]2001年日本青山学院(Aoyama Gakuin) 秋光纯教授(Jun Akimitsu) 在日本仙台召开的“过渡金属氧化物”学术会议上宣布发现了MgB2的高温超导性能,其临界温度Tc = 39 K, 从而轰动了整个超导材料界和凝聚态物理界，又掀起了研究简单化合物超导特性的热潮。它是一种简单的二元化合物，属六方晶系、AlB2 型简单六方结构。秋光纯教授就是将纯度为99.19 %的镁粉与纯度为99 %的无定形硼粉按1∶2的比例混合，压制成小球后在高压氮气中加热反应得到MgB2。也可以利用钛和硼的燃烧反应热引发镁(b.p.650℃)与硼(b.p.2080℃)的燃烧合成反应，在真空中于极短时间内生成MgB2，从而最大程度地抑制了镁的氧化和蒸发，使得MgB2超导材料的生成过程简易化。镁与硼的组成比大致稳定化，并可望提高该材料的超导性能，利用这种方法生产MgB2超导材料的耗时短，可望进一步降低成本。[6]
MgB2是迄今发现的临界温度最高的简单、稳定的金属化合物超导材料,也是一种更有希望实用化的超导材料。对二硼化镁超导体性质的研究进展非常迅速，对二硼化镁超导体机理的认识也不断深化。
理论计算表明，在二硼化镁中有不只一个能带跨越费米面，而且电声耦合所造成的费米面失稳完全可能在两个能带的费米面处产生能隙，这一点是二硼化镁超导体与传统超导体非常不同之处。首先，MgB2超导体在20 K左右的温度和在8万倍于地球磁场的情况下可以承载很大的超导电流而且能耗极低。其次，二硼化镁材料的价格很低，而且远比陶瓷特性的氧化物高温超导体容易加工成型。还有二硼化镁基超导材料的最大特征是：易合成，易加工，具有较好的应用前景。与氧化物高温超导体不同，二硼化镁基超导材料容易制成薄膜或线材。
三、超导体的应用
以上简要介绍了两种重要的超导材料——YBCO和MgB2[7]的制备方法和性能。它们在很多领域已经有了应用，如用超导材料做成磁性极强的超导磁铁、超导体产生的磁场来研究生物体内的结构及用于对人的各种复杂疾病的治疗等。在实用方面，美、日、中等国都不遗余力地开展这方面研究并取得明显成效，现已进入实用化的应用开发研究阶段。
1、超导磁铁磁性的应用[8]
超导磁悬浮列车是超导技术应用最为成功的例子。和常导型磁悬浮列车比较，低温超导型磁悬浮列车有许多优点，其一，超导体可以流过很大的电流，超导磁体的磁场要比常规电磁体的强；其二，超导体几乎没有电阻，损耗极小。一次通入电流用以励磁之后，即可去掉电源，只需维持其低温工作环境以保证它不失超。从长期使用的角度来看，超导磁体的能耗小、成本低，是一种理想的磁体。超导磁体由于其零电阻的特性，在处于超导状态时几乎不产生热，因此在不失超的情况下，通过超导磁体的电流可以很大而又不产生能量消耗，实现强磁场低能耗的要求；其三，重量轻，体积小、污染小、爬坡能力强。
超导磁铁另一重要应用是在核聚变反应堆" 磁封闭体"。[9]核聚变反应时，内部温度高达1亿～2亿℃，没有任何常规材料可以包容这些物质。而超导体产生的强磁场可以作为"磁封闭体"，将热核反应堆中的超高温等离子体包围、约束起来，然后慢慢释放，从而使受控核聚变能源成为本世纪前景广阔的新能源。
2、超导计算机[10]
用超导隧道效应制成的约瑟夫逊器件进行各种高精密仪器的制作成为可能。目前的计算机大多采用半导体技术，硅集成电路技术起了很大的作用，如英特尔和AMD的处理器采用高纯硅。但要想继续提高计算机的性能和计算速度，能量消耗是一个限制因素，若在硅集成电路中提高计算速度，必然造成芯片的发热，这些热量会对半导体材料产生不良影响。[10]
超导隧道结（又称约瑟夫逊器件）可以解决这一矛盾。在超导体中，表达有零电压和非零电压两种状态只需要10-10 秒，这样可使计算机运算速度提高一个数量级以上。这样超导计算机在无阻不发热的情况下高效率运行，其运行速度可达到每秒几十亿次。其次它的输出电压高，这意味着它输出的信号强，这一点可以获得更加稳定、更加清晰的图象与数据，使目前使用的电脑在图象质量、清晰度及稳定性方面相形见绌。还有超导计算机功率损耗小，估计一次快速开关期间消耗的能量小于10-13 焦耳，这样使计算机内部几乎不发热，这一点对提高计算机的稳定性和延长计算机芯的寿命都非常重要。可以想象在本世纪，谁先研制出超导技术计算机，谁将主宰计算机行业乃至世界经济。
3、超导在军事领域的应用
用超导高温铜氧化物做成的超导磁场计可分辨10-14 -10-15 特斯拉如此微弱的磁场。它的测量精度比其它普通电磁仪器高3- 4个数量级，因此它可以测量极弱的磁场及磁场的微小的变化，可以用它来测量地雷和水雷，使测量的准确性大大提高。另外，我们在水雷上可安装超导磁强计作为追踪器。军事上把这种水雷称为超导磁性水雷，它的命中率将远远高于其它水雷。在国防上也可以用超导磁强计来探测沿海的各种船只，特别是潜艇的动向，当潜艇靠近海岸时，破坏了地磁分布，这时超导磁强计可立即显示磁场的变化，这个反潜方法比其它方法准确得多，一是测量精度高，二是这种方法是被动的 ，它能发现潜艇而潜艇不能发现它。
现在美、英等国已将性能优越的超导电机作为舰船电力推动的理想动力设备，分别投入了大量的精力进行开发研究，成功进行了2200KW和1000KW超导单机直流电推进系统的实船试验，同时进行了30MW和50MW的大容量超导单机在大型驱逐舰和破冰船上详细设计。超导体应用于舰船，最大的优点是大幅度提高功率密度减小电机重量，减小动力设备所占空间可以用来多放置其他战斗设备，提高战斗的机动性和能力。[11]另外超导电机发出的电压不含谐波，不会被其他船只或潜艇发觉。
超导材料在其他方面还有很广泛的应用，如超导储能磁体的开发与应用、带有超导磁体的同步加速、超导核磁共振层析成像仪等。
四、总结
2001年世界银行的国际超导工业峰会上预测，到2020年世界超导产品的销售总额将达2440亿美元。超导材料如果能够进一步在常温实现突破，那么它所带来的影响不亚于另一场工业革命。[12]无机化学现在面临的一个任务就是寻求常温超导体，在常温下实现超导。有理由相信在未来的几十年里，超导材料不仅是解决能源危机的重要手段，使可控核聚变成为新的干净的能源同时极大地减少原来因导体的电阻而损失的电能。[13]同时超导材料是新型技术、新兴学科产生和发展的平台。可以说，超导体将会深刻地影响和改变我们生活。
参考文献：
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[5]、黄勇 刘心宇 曾中明MgB2基超导材料研究进展 2002，25（1）： 31-36
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[9]、比尔·李 超导技术及其应用 新科技启蒙 2005
[10]、高 温 超 导 云电英纳超导电缆网 2004
[11]、唐绍栋 高温超导交流同步电动机 船电技术2004， 1： 4-9
[12]、白杉 2l世纪电力最重要的节能树料 能源通讯 2002，2：10
[13]、 吴欧 2003诺贝尔物理学得主 ——无阻之流 南方网综合
——上海市漕河泾科技创业中心企业化 孵化器的二次创业
三步走探新路。“孵化器在支持创新创业环境建设方面有这不可取代的作用。通过孵化高科技企业来推动高科技产业的发展，并进而提升整个园区的创新能力，这是漕河泾科技创业中心的天职。”漕河泾科技创业中心总经理韩宝富认为，创业中心取得成绩的关键因素在于企业化运作模式。从注册登记、财务体系到工作展开，中心都以企业方式核算、管理。“在上海高新区孵化器中大概只有我们是这样做的。”韩宝富报告诉记者，“企业化运作其实是我们创业中心的二次创业。”
早在1989年，科技孵化工作就已经在漕河泾展开。创业中心常务副董事长马荣林把创业中心的发展分为3个阶段。“刚开始的称号是‘科技创业村’，也就是把开发区内的农民平房通上电，装上电话，以极为低廉的租金提供给下海的科技人员，让他们有地方把成果尽快产业化。‘科技创业村’就是现在创业中心的雏形。到了1994年，新兴技术创业公司取代了创业村，从那时起，孵化器就已经以国有企业形式存在了，不仅要做好科技成果转化工作，还要兼顾社会效益。这是一个孵化器探索如何进行企业化运作的阶段。目前的创业中心是在1997年正式成立的，总投资1亿元，拥有3个孵化基地，总面积达29000平方米。”
两效益，双丰收。
培育初创企业风险大收益小，因此孵化器带有明显的社会公益性质，为何要采用企业化模式?韩宝富对此有过明确的阐述：企业孵化器如果不能自身很好地以企业方式运营，它如何去孵化企业?它又如何提升其有效的服务水准?它如何吸引企业入驻，它又如何可以长久地生存下去?应该充分认识到，企业孵化器自身也像初创的企业一样，也要经历艰难和困苦，它必须有自己的可行性报告、发展规划、选择合适的员工、获取资金，然后提高并改进自身服务以适应客户需要。即使企业孵化器发展起来后，仍要使自己发展规划跟上时代最新步伐，选择更好员工，并且开发新的服务项目，以满足孵化企业不断变化的需要。做到这一点唯一办法就像管理企业那样管理企业孵化器，不管企业孵化器是盈利性或是非盈利性实体，通过把企业孵化器作为模板，引导孵化企业与孵化器共同进步。
事实也正是如此。创业中心从成立的第二年起就开始盈利，累计利润达数百万元；国有资产得到保值增值，增值率达到近5％。同时，创业中心历年累计孵化科技企业多达300余家，成功率在90％以上，实现了社会与经济效益双丰收。
四采购，上正轨。
既然要走企业化道路，就要关注企业收益。孵化器的收益从何而来?漕河泾科技创业中心经过数年摸索，总结出4个主要收入点，并因此达到盈利。
基础采购，这是一个固定的收入，包括房租等物业成本，这基本上与房东应该得到的收益相当；服务采购，孵化器为人驻企业提供的工商登记、项目申报、资格审核等基础服务，企业支付一定的报酬；政府采购，包括各种奖励基金的发放等，事实上体现出孵化器代替政府行使公益行为而获得的收益；企业增值采购，包括了相当宽泛的内容和形式，可以是创业中心开办的各种财务、管理辅导，可以是技术、投融资信息，也可以是举办展会、推介产品。增值采购不但增加了创业中心收益，更深化了服务功能。
区域化 整合资源 由点到面
漕河泾科技创业中心的服务已经不仅仅局限于对创业企业的孵化，从育苗功能向造林作用转变，从创业服务向创新服务转变，从为创业企业服务向创新产业服务转变。中心正在努力实践区域化服务，推动漕河泾高科技园区乃至徐汇区域产业发展。
中心承担了漕河泾所有高新技术企业的认定初审工作。仅2005年，中心就对区内157家高新技术企业进行了复审，同时受理了13家高新技术企业认定，新认定8家。此外，中心将培训服务面进行了扩展。2004年，来自区内85家企业近550人次参加了中心组织的10次培训课程，其中除了包括常规性的现代人力资源管理整合性思考、企业国际化策略和 *** 作离岸运作研讨会、企业中层干部领导力建设之调动员工积极性的艺术等培训，还包括“剑桥商务英语外教班”这样具有针对性的培训项目，极大地拓展了培训的空间，为孵化基地以及整个开发区内的企业和员工提供了优质实用的培训服务。
软件园建设是中心工作区域化的主要体现。2003年4月和2004年12月，创业中心分别获得市信息委两笔400万元的资金支持，用以漕河泾软件园基础环境和培训中心的建设。目前软件园内有83家企业，经营收入总额为25亿元，其中软件产品收入总额为10亿元，研究与试验发展经费支出总额为2亿元。中心为10家软件企业申报了各类软件项目，其中2家获得25万元的政府资助，3家获得成果转化项目认定。同时，中心组织软件企业参加2005年上海信息博览会，并组织参加软件外包峰会的代表参观软件园，提高了漕河泾软件园的知名度。
2005年，中心还承担了“示范信息化园”项目的企业信息化推广实施工作，根据要求编写了企业享受资助的办法和实施细则，并举办了相应的项目推广会，落实了项目 *** 作的具体方法，向企业进行了重点宣传。9月，中心针对项目的推广效果，进行了调整，并重新制定了相应的流程，积极协调沟通相关业务商。11月，中心顺利完成85万元的资助款的发放，为41家企业提供了资助，实际合同金额达到149万元。
系统化 流程服务 效果显著
高效的运作来源于一个良好的系统。对于入驻的企业来说，孵化器应该是一部运转良好的机器，有一整套精心编排的系统服务，在技术、市场、金融、管理等各个环节都有相应服务方式和内容，从而帮助企业顺利走上创业之路，并能健康毕业。
漕河泾科技创业中心就是将自身服务整合成一个系统化流程，从市场、技术、培训、融资、管理等方面服务人手，为企业提供全方位、深层次的孵化服务。2004年，创业中心对重点跟踪孵化企业名单进行了调整，选出8家企业作为重点企业，并落实了相关人员对企业进行跟踪，及时了解企业的动态。同时，还针对企业的特殊需求，派遣中心工作人员到创业企业直接参与企业管理工作，解决企业发展面临的困难，使之走上正轨。
2005年，中心组织举办了12期企业培训，包括人力资源方面、企业信息方面、资金方面、财务方面等培训，获得了89％的客户满意率。此外，中心和市成果转化中心以及上海高校建立了人才交流的机制，成为首批“上海高校学生就业实习与科技创业指导服务基地”之一，为基地内企业在人才引进方面提供渠道。在孵企业加入基地后，得以顺利找到人才，有效解决了企业发展过程中的人才瓶颈问题。
国际化 把握机会 赢得市场
早在1997年正式成立之初，漕河泾科技创业中心就已经是国内首批国际企业孵化器单位。2004年10月的亚洲企业孵化器年会上，经由LAKAKA等国际资深企业孵化器专家组成的亚洲企业孵化器协会评选委员会考核，上海国际企业孵化器被授予“荣誉亚洲企业孵化器”称号，漕河泾科技创业中心是其中一份子。
1998年10月，中心成功举办了中国“首届企业孵化器管理人员国际培训班”，来自10个国家的孵化器经理参加了培训。同样由中心承办的“第七届国际企业孵化器培训研讨会”在2004年10月举行，来自13个国家的28名学员参加了近一周的交流研讨活动。这些国际培训班的举行无疑大大提升了中国孵化器在世界的影响力。
对于创业企业来说，走向国际市场是一种奢望，而创业中心给他们提供了一些天赐良机。2005年，中心为软件企业爱思科技、康泰克电子和海高通讯等公司与日本企业建立项目合作的渠道；组织了拓能医疗；复博软件、新立科技和华北科技参加2005年中国在印度的展览会；协助塔瑞莎、新生源申报英国、法国的奖学金项目；为伽利略公司与法国POLESTAR公司牵线搭桥，寻找商机；中心员工趁着获得法国国家奖学金免费一个月赴法考察培训的机会，也把基地内的好项目带到法国去，为企业寻找合作伙伴。
规范化 搭建平台 持续高效
2000年底，漕河泾科技创业中心成为国内首家通过IS09000认证的孵化器。通过4年的质量体系运行，中心的日常工作、孵化服务等已经融入到规范、系统中，标准化的服务极大地提升了中心的创新服务质量水平。继2003年6月份顺利通过了上海质量审核中心质量体系2000版的转版审核，并获得全国首家覆盖“科技创新、创业孵化服务过程”的证书后，根据IS09000质量体系中“持续改进”的要求，中心针对自身的主要业务及质量方针、目标，新增了7.3“设计和开发”条款，充分体现了中心质量管理方面的持续改进能力，为中心的业务领域的拓展提供了更为规范的发展空间。中心从领导到员工不断加强质量体系的学习，深入研究体系文件，熟悉各项体系表格的运用。7月底，中心的质量体系顺利通过了年度监审以及7.3的扩版认证。
将中心工作纳入常态管理，为企业提供规范的服务是漕河泾科技中心一贯追求的目标。2004年，中心组织编写了上海漕河泾新兴技术开发区科技创新创业服务手册，内容包括：入驻创业中心企业申办程序、项目认定程序和条件、创业中心服务功能、优惠政策等，为企业提供了入驻、政策等多方面的导向性指引，也进一步将规范化纳入中心的日常工作之中，使中心工作有章可循，有据可依。
为了进一步规范系统化的服务体系，漕河泾高科技创业中心还进行了多个服务平台的建设。2005年，“中介服务平台”、“风险投资平台”、“专家咨询平台”、“政策服务平台”和“技术服务平台”、“信息服务平台”已经开始向基地内企业和开发区内企业提供服务。目前，服务平台的网上注册用户达到308个，通过信息平台，向企业发布了55条政策服务信息、25个培训活动信息和12个市场活动信息。
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