Bi-2212是铋锶钙铜氧(BSCCO)体系基础超导相,临界转变温度约85~90K,上临界磁场极高,在4.2K液氦温区、20T以上强磁场条件下仍保有可观的载流能力。Bi-2212线材是依托粉末装管工艺(PIT)制备的高温超导圆线导体,具备宏观各向同性,主要用于4.2K液氦温区超高场磁体场景。
同属BSCCO体系的Bi-2223临界温度约110K,产品形态以银包套扁带为主,面向液氮温区电力场景;与之相比,Bi-2212商业化产品为宏观各向同性多芯圆线,也是目前唯一可制备成实用化圆线的高温超导材料。Bi-2212能够沿用NbTi、Nb3Sn低温超导成熟的卢瑟福绞缆、CICC管内电缆导体集成工艺,适配复杂构型线圈绕制,这是REBCO涂层导体与Bi-2223扁带较难实现的工程优势。
Bi-2212线材与Bi-2223带材虽然都基于PIT粉末装管路线进行制备,但二者应用定位差异明显:Bi-2212线材面向4.2K温区20T以上高场内插线圈、NMR磁体;Bi-2223带材主攻液氮温区超导电缆与中低场磁体。
根据新思界产业研究中心发布的
《2026-2030年全球及中国Bi-2212线材行业研究及十五五规划分析报告》显示,超高场NMR磁体是Bi-2212线材现阶段最明确的高端落地场景,依托各向同性圆线特性,Bi-2212线材适合制备高场匀场线圈,用于补偿超高场NMR主磁体的磁场不均匀性。粒子加速器偶极磁体是第二大工程化方向,基于Bi-2212线材加工而成的卢瑟福电缆可用于绕制斜余弦型(CCT)线圈。核聚变装置高场内插线圈为第三类应用方向,可基于Bi-2212线材开发CICC导体与配套磁体。
Bi-2212线材采用PIT工艺,制备流程包含前驱粉体合成、银管填粉、多芯组装、拉拔形变、部分熔融热处理等。该工艺的核心瓶颈集中在部分熔融热处理阶段的芯丝致密化:Bi-2212熔融再结晶过程伴随体积收缩,容易在超导芯内部形成孔隙,劣化载流能力,因此过压热处理(OP-HT)是获取高临界电流密度线材的关键工序。前驱粉体的物相构成、碳含量以及混合均匀性,对Bi-2212线材成品的临界电流密度影响显著,粉体制备也成为布局重点。
新思界
行业分析人士表示,西北有色金属研究院为国内率先研发Bi-2212高温超导圆线的机构;依托第三代纳米前驱粉末、线材结构优化与高压热处理技术,该院实现千米级Bi-2212线材批量制备,可提供666芯、990芯,外径0.8/1.0/1.2mm规格产品,4.2K、14T下临界电流密度最高3300A/mm2。2026年5月,西部超导在接受调研者提问时表示,公司掌握Bi-2223和Bi-2212工程化制备技术,打通适配批量化生产的全流程工艺,已研制出百米量级的带材与线材。
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