1998年11月19日人民日报 第7版

第7版(国际)
专栏:院士园地

  高温超导材料转向实用化
  中国工程院院士 周廉
  作者简介著名超导及稀有金属专家。生于1940年3月,中国工程院院士,现任西北有色金属研究院常务副院长、教授、博士生导师。兼任国家超导专家委员会首席专家、中国材料研究学会副理事长、国际低温工程材料委员会和世界钛会执委会委员等职。30多年来,取得多项重大成果,被授予“国家有突出贡献的出国留学人员”、“国家级有突出贡献的专家”、“全国有色金属工业特等劳模”等荣誉称号。
  在世界科技飞速发展的今天,材料科学将是世界各国面向21世纪展开激烈竞争的一个制高点。超导材料,特别是高温超导材料技术,作为本世纪发展起来的最引人注目的科技新成就、一个非常活跃的重要前沿,在许多技术领域是常规技术所无法实现、无法替代的。应该说,超导材料的完全实用化,将会导致一次新的工业革命。因此,高温超导技术正以它独特的创新效应和巨大的发展潜力,在世界范围内引发着一场划时代的革命。
  1911年,荷兰科学家昂尼斯发现了电阻在一定温度下突然为零的现象,这就是超导。具体来讲,超导体在满足一定临界条件下具有零电阻和完全抗磁性两个特性。此外,超导体还有三个基本参数———临界温度、临界磁场、临界电流。超导体广泛应用于高能物理、能源、运输、医疗科技、通信系统和微电子等领域,如大家熟知的发电机、输电电缆、核磁共振人体成像仪、磁悬浮列车等。
  在高温超导体出现以前,以铌钛、铌三锡为代表的低温实用超导材料经过20余年研究与发展获得了成功,已实现了商品化。但是,由于常规低温超导体的临界温度太低,必须在昂贵复杂的液氦(4.2K)系统中使用,因而严重地限制了低温超导应用的发展。
  1986年,瑞士科学家J.G.Bednorz和K.A.Muller发现高温氧化物超导体,在短短10年时间里使临界温度从以前最高的23.2K提高到了160K,把超导应用的温度从液氦提高到液氮(77K)温区,给工程应用带来了极大的方便。正因为这些在经济和技术上的巨大潜在能力,使这种高新技术在世界范围内引起极大关注,吸引了大量的科学工作者采用最先进的技术装备及手段,对高温超导进行了广泛和深入的研究,其中许多研究工作都涉及到了材料科学的前沿问题。可以说,高温超导体的发现是最近几十年来在物理学和材料科学领域中的重大突破之一,人们期望着高温超导体的发现与应用最终会给人类带来巨大的技术创新与社会变革。
  高温超导材料要获得应用就需把它做成各种形状的材料,如块材、线材、膜材等。10年来,从事超导研究的科学家进行了大量的基础研究,并针对存在的制造技术方面的问题,发展了许多特种工艺,高温超导材料已在块材、线材和应用等方面取得了重要进展。
  对高温超导材料来说,最主要的应用性能是磁场下的临界电流密度(Jc)。在高温超导块材方面的工作主要是围绕钇钡铜氧(YBCO)系列材料展开的。1988年,熔融织构工艺(美国)首先在这方面取得了突破,相继发展出液相处理法(美国)、淬火熔融生长法(日本)和粉末熔化处理法(PMP,中国西北有色金属研究院)等熔化工艺,使Jc超过了104A/cm2(77K,1T)。特别是PMP工艺,使Jc值提高到1.4×105A/cm2(77K,1T),处于国际领先水平。研究YBCO超导块材的目标之一是利用它在超导态下的磁悬浮力,应用于超导轴承、贮能以及磁悬浮列车等。日本钢铁公司最近制得的Φ80mm的样品,磁悬浮力达8.3牛顿/cm2,已接近实用化水平。我国西北有色金属研究院制备的Φ20—30mm的YBCO块材磁悬浮力超过11牛顿/cm2(77K),并实现了小批量生产。YBCO大块亦可作为永久磁体用。这些说明YBCO块材有着很大开发和应用潜力。
  在高温超导线(带)材方面,目前已在铋锶钙铜氧系复合带(线)材中取得了很大进展。人们利用粉末套管法制备铋系长线(带)材取得了成功,1996年,美国超导公司和日本住友公司制备的1200米带材的Jc值均超过1.7×104A/cm2,并且能够稳定生产。各国研究人员也积极尝试一些新工艺以期取得带材性能的突破,中国西北有色金属研究院最近制备的数百米长带材的Jc达到2×104A/cm2,并已具备批量生产能力。由于铋系超导体在液氮温度下磁场中应用性能低的弱点,使得其实际应用领域受到较大的限制,科学家们除了正在研究改进这种带材外,还在开发第二代涂层超导线材,以满足在各领域中的应用需求。
  10年来,高温超导材料在大电流引线、贮能、限流器、电缆和电机等方面的应用取得了很大的进展。
  在电流引线方面,高温超导体由于能量损耗小、热导率低等优点,因此大大优越于常规电流引线。1995年美国超导公司第一次宣布了它的高温超导电流引线已开始商业销售。日本东芝公司等也都开发出了500—2000A的电流引线并开始实用化。目前,我国西北有色金属研究院已能稳定生产1000A级的高温超导电流引线,这种电流引线在低温磁体系统中将具有广阔的应用前景。
  在磁体方面,用铋系材料绕制的磁体具有高的稳定性和可靠性。日本住友电工报道了他们制备的铋系高温超导磁体,在20K下可产生7T的磁场,为目前最高记录。并将该磁体插入铌钛及铌三锡组合磁体中,在4.2K产生了24T的磁场,已能满足1G赫兹核磁共振磁体要求。此外,高温超导磁体做船舶推进马达,可提高船体系统的稳定性、可靠性和安全性。
  输电电缆被认为是实现高温超导应用的最有希望的领域。高温超导电缆同常规地下电缆相比具有明显的优越性,从而有可能替代目前使用的地下电缆。美国超导公司已开发出30米长3000A的铋系电缆。日本的东京电力等已联合开发出50米长、3000A的输电电缆。我国“九五”超导重点攻关项目,高温超导输电电缆的研制,在国家超导中心的组织下,由西北有色金属研究院、北京有色金属研究院和中科院电工所,联合成功地研制出1米长、1200A的输电电缆。专家们预测,到2010年左右,高温超导输电电缆可能实现商品化。
  高温超导电子器件将在生物磁性测量,寻找矿藏,制造高速、超小体积的大型计算机等领域发挥巨大的作用。
  高温超导材料经过十年的发展,在各个方面都取得了令人振奋的成绩。但在实用化方面仍存在许多困难,需要在材料科学的基础研究、线材制备技术和器件相关技术等方面继续进行深入研究,进一步提高材料的实用性能,同时大幅度降低成本。
  从超导技术发展的历程来看,新的更高临界温度材料的发现和制造技术的突破都大有可能。目前高温超导材料正从研究阶段向应用发展阶段转变,未来的十年是市场发展和材料产业化的十年。自从高温超导材料发现以来,世界上许多国家都投入了大量的经费进行全方位的研究开发工作,美、日的研究经费每年都维持在2亿美元左右,最近制定了许多计划,推动材料的制备及实用化进程。我国也根据目前国内外研究和发展的现状及动向,制定了“九五”攻关的多个研究和开发项目。
  据预测,到2000年和2010年,世界超导工业市场将分别达到76亿美元/年和370亿美元/年,到2020年超导市场将达到1220亿美元—2440亿美元/年。用发展的眼光看,人们有理由相信,再过15年,即超导体发现100年的时候,超导材料研究将会在高温超导机制、更高临界温度超导体探索以及应用等方面取得重大进展。
  中国有一支高水平的超导物理、材料及应用的研究队伍,也有一批先进科研成果,亦有十分丰富的资源和巨大的市场。今后十年是超导技术发展的最关键时期,也是超导市场孕育和高温超导商品化的重要时期,中国的超导研究面临着机遇和挑战。我们应该抓住时机发展有自己特点的技术,加强应用开发力度,根据国内情况确定超导产业化目标,发展我国自己的超导高技术产业,以便在未来把握住中国巨大的超导市场的同时,积极跻身国际市场。(附图片)


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专栏:经济札记

  道指重上九千点
  何刚
  11月16日,华尔街股市形势继续“一片大好”,近期稳步反弹的道—琼斯30种股票指数终于再次突破9000点大关,当天以9011.25点报收,东京和西欧主要股市指数也反弹1.1%至3.1%不等。
  从日升幅来看,16日道指仅涨了91.66点,但华尔街人士却对道指重上9000点持谨慎乐观态度。因为自今年7月17日道指上探9337.97的历史最高位后就不断回落,曾一度跌到7539点,使市场严重受挫。如今道指又跃过9000点,表明近期华尔街股市投资者的信心正进一步得到恢复。
  促成道指再次突破9000点的直接原因,是市场对美联储在17日的例会上会再次调低利率有预期。在此之前,美联储已于9月29日和10月15日两次下调联邦基金利率,使之从5.5%降至5%,这是促使华尔街股市近期反弹的一个主要原因。同时,前两次降息时间相隔仅十几天,而10月15日又并非美联储的例会日,自1995年以来,美联储还没有在非例会日下调利率的先例。对此异常举措,美联储解释说,这主要是考虑到目前信贷和金融市场的不稳定会抑制未来的总需求。也就是说,为了刺激美国经济继续增长,美联储随时会考虑放松银根。
  市场人士还注意到,经过两次降息后,美国联邦基金利率只下调了0.5个百分点,似乎不足以消除东亚金融危机对美国经济的不利影响。目前,消费者对美国经济的信心还没有完全恢复,美国的外贸逆差继续增大,出口企业仍面临极大压力,虽然美国经济第三季度的增速平稳,但不少经济学家和机构仍认为,美国今年的经济增长率会大大低于去年的3.8%,断言美国经济明年将出现衰退的声音仍相当强大,加之美国目前的通货膨胀还处于较低水平,因此从长远看,要促使投资者与消费者继续恢复对市场的信心,美联储再次下调利率是完全可能的。
  果然,17日美联储三调利率。虽然当天纽约股市因获利回吐而股指微挫,但道指离9000点也仅4个点。
  近期美国债券市场的异常动荡,也使华尔街股市的吸引力增大。今年8、9月份全球股市动荡,使美国许多金融机构的业绩大受影响,特别是对冲基金损失惨重。为填补亏空,一些对冲基金近期挟巨资冲入美国债市,并利用许多投资者对债市收益稳定的信赖,进行肆无忌惮的投机炒作,使债市行情近期不断出现大幅动荡,令前一阵从股市转向债市的投资者深感不安。随着近期华尔街股市转暖,更多的资金正从债市回流股市,从而使华尔街股市买盘活跃,成交量明显放大。
  国际方面的积极因素也有助于华尔街股市的回升。16日,日本政府正式提出了战后规模最大的紧急经济对策,涉及金额约1960亿美元,这不仅有利于日本尽快摆脱严重经济衰退,也有益于缓解东亚的经济颓势。不少西欧国家降息后,股市的反弹令人振奋,对华尔街股市遥相呼应。同时,再度一触即发的伊拉克武器核查危机在11月14日得到缓解,国际原油价格近几天的异常涨势也因此得到遏制,这都使得投资者进一步增强了对华尔街股市的信心。
  现在离新年只有40多天时间了,几经大起大落后,华尔街股市终于再度稳步反弹,这给了投资者以极大的鼓舞。如果当前的反弹行情能维持到年底,各金融机构不仅可以有个说得过去的年度业绩,华尔街股市这个美国经济的“晴雨表”也算是给明年一个好兆头了。


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专栏:

  经合组织再次下调世界经济增长预测
  据新华社巴黎11月17日电(记者沈孝泉)经济合作与发展组织在其17日发表的半年度经济预测报告中再次调低了世界经济增长的预测。
  根据经合组织的最新预测,经合组织所属29个成员国今年的平均增长率将达到2.2%,比半年前的预测下调了0.2个百分点。1999年的平均增长率只有1.7%,比半年前的预测减少了0.7%;2000年平均增长率将有所回升,预计将达到2.3%。
  经合组织认为,世界经济依然面临严峻挑战,特别是世界第二经济大国日本能否克服危机将对全球经济发展前景至关重要,而目前日本的经济状况要比半年前所预测的更糟。
  报告说,解决日本银行部门危机是全球经济避免出现衰退的关键因素。
  经合组织同时指出,北美和欧洲目前的增长势头虽然比较稳定,但是也受到了亚洲金融动荡和俄罗斯危机的冲击。
  据预测,美国今年的增长率将保持在3.5%,1999年和2000年则分别降为1.5%和2.2%。由于即将实施的欧洲单一货币开始发挥作用,因此欧元区11国今年的平均增长率可保持在2.9%的高水平,但是1999年平均增长率将比半年前的预测低0.4个百分点,达到2.5%;2000年预计将回升到2.7%。


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专栏:

  美国专家认为亚洲经济出现复苏迹象
  据新华社纽约11月17日电(记者周锡生)美国一些经济学家和新闻媒体近日来发表评论说,遭受金融危机打击的亚洲国家和地区已经普遍出现复苏希望或迹象,但复苏速度将较慢。如果这些国家能够坚持实施刺激经济复苏的政策措施,将有可能从明年底或2000年初起基本摆脱危机走上复苏之路。
  《今日美国》报16日报道说,整个亚洲国家和地区的股市已经出现反弹,货币汇率止跌回升,利率普遍下调。
  哈佛大学经济发展协会的经济专家雷德利特认为,从最新迹象看,亚洲经济危机“已经探底”。但他估计,亚洲经济将经历一个“漫长的修复阶段”,然后才能真正走上复苏之路。
  美国国际金融协会的亚洲发展部负责人费格认为,亚洲经济复苏将很缓慢。这是因为亚洲经济大国日本至今仍处于经济困境之中,对邻国帮助不够。费格认为,如果日本经济不能尽快走出低谷,整个亚洲经济就很难出现较快复苏。


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专栏:

  拉美对外投资猛增
  去年达九十亿美元
  新华社里约热内卢11月17日电(记者童炳强、冯俊扬)近年来,随着经济区域化和全球化的深入,拉美国家在大量吸收外资发展本地区经济的同时,积极鼓励本地区企业到其他地区投资,以便使拉美在未来激烈的国际竞争中处于不败之地。
  巴西《商业新闻》日前援引联合国有关机构的统计材料时说,去年拉美国家对外直接投资额达到90亿美元,比上一年增加4倍。其中智利位居榜首,对外直接投资达20亿美元。其次是巴西和墨西哥,对外直接投资额分别为16亿美元和10亿美元。
  《商业新闻》的报道指出,在参与对外投资的拉美企业中,主要是资金雄厚、技术实力强大的大型跨国企业集团,如委内瑞拉、巴西和阿根廷的石油公司以及墨西哥的建筑企业和智利的电信公司等。
  报道同时强调,尽管去年拉美国家的对外直接投资大量增加,但在全球对外直接投资总额中仅占2.1%,远远低于亚洲地区。去年,亚洲国家的对外直接投资占全球总投资的12%。
  另据拉美经济体系公布的统计数字,1997年拉美国家共吸收外国直接投资440亿美元,创历史最高纪录。


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  纽约国际饭店与餐馆展览会不久前在贾维茨中心举行。图为展览会烹饪艺术沙龙陈列的用硬脂肪塑造的双人像,制作极其精致。新华社记者 毛众役摄


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专栏:

  三降利率为哪般
  本报驻美国记者 张亮
  17日,美国联邦储备委员会将联邦基金利率和贴现率分别下调0.25个百分点。这是美联储在不到两个月内第三次降低利率,其目的显然是为了稳定金融市场和刺激经济增长。
  按照美联储的说法,自10月中旬以来,美国金融市场状况稳定下来了,但仍存在非同寻常的“扭曲”现象。
  受国际金融危机蔓延的影响,道—琼斯指数7月17日创下9337.97点的历史最高纪录以来,特别是进入8月后一路下滑。8月31日道指狂泻512点,跌至7539点,比最高峰下跌大约1800点之多。股市的剧烈动荡,对美国经济构成了严重威胁。在此情势下,美联储接连两次降低短期利率,股市随之反弹。在过去一个月中,道指节节攀升,11月16日再次突破9000点大关,达到9011.25点。美联储对此感到欣慰,但仍心有余悸,因而再度调低利率。预计随后各大商业银行也会相应降低优惠利率。
  降低利率等于给经济输送“氧气”。今年头3个季度,美国国内生产总值分别增长5.5%、1.8%和3.3%,估计全年可增长大约3.5%。然而,经济中已出现一些暗点。在过去5个月中,工业生产4个月萎缩,新增就业岗位减少,公司实际利润增幅下降,外贸逆差剧增。一般估计,明年美国经济只能增长1.5%左右,经不起海内外金融风暴的巨大冲击波。因此,美联储接连3次降低利率的根本着眼点是刺激美国经济继续增长。
  有迹象显示,世界金融危机的恶化势头似乎已有所遏制。美联储主席格林斯潘最近也指出,世界金融危机所引起的恐惧可能正在消失,而货币市场已经变得比较正常。最近,国际货币基金组织向巴西提供了415亿美元的援助,日本宣布了一项1960亿美元的刺激经济增长计划,欧盟一些国家也相继降低了利率。这些举措无疑有助于世界金融市场趋向稳定。
  利率杠杆是美联储调控美国经济的有效手段,近来三度调低利率会有所成效。由于美国通货膨胀率很低,实际利率仍然偏高,可以预料,如果发现降幅不足,美联储还会进一步下调利率,以防止美国经济陷入衰退。(本报华盛顿11月17日电)


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