文/尤立星 楊立紅 史 越 李春紅

《國家標準化體系建設(shè)規(guī)劃（2016—2020年）》（以下簡稱《規(guī)劃》）指出，國家標準化體系建設(shè)的目標之一是“創(chuàng)新驅(qū)動有標引領(lǐng)”。現(xiàn)階段，超導(dǎo)技術(shù)的應(yīng)用已處于突破的臨界點，國際競爭進入關(guān)鍵階段，我國超導(dǎo)技術(shù)已從追趕階段步入與國際先進水平齊頭并進的階段。

2020年11月24日，國家標準化管理委員會印發(fā)《國家標準采用國際標準工作指南（2020年版）》，把超導(dǎo)列入采用國際標準的重點領(lǐng)域。國內(nèi)超導(dǎo)技術(shù)實用化、產(chǎn)業(yè)化進程加快，對標準的需求逐漸顯現(xiàn)，企業(yè)對標準化工作的熱情和參與度不斷提升，自主國家標準建設(shè)如火如荼。

全國超導(dǎo)標準化技術(shù)委員會（SAC/TC 265）根據(jù)我國實際情況，明確其標準化工作重心應(yīng)著力實現(xiàn)3個轉(zhuǎn)移：從單純采用國際先進標準，轉(zhuǎn)移到自主建立具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國家標準；從僅關(guān)注國內(nèi)超導(dǎo)標準化工作，轉(zhuǎn)移到著力促使中國標準走出國門、提升中國話語權(quán)；從科研院所主導(dǎo)標準制定，轉(zhuǎn)移到逐漸讓企業(yè)成為標準制定的主體。在這一背景之下，構(gòu)建超導(dǎo)技術(shù)領(lǐng)域的標準體系就成為一項刻不容緩的任務(wù)。

我國的超導(dǎo)標準化工作現(xiàn)狀

SAC/TC265 于2003 年5月29日成立，秘書處設(shè)在中國科學(xué)院物理研究所。截至2023年5月底，SAC/TC 265負責(zé)歸口管理的超導(dǎo)技術(shù)國家標準共有26項，其中21項采用了國際電工委員會超導(dǎo)技術(shù)委員會（IEC/TC 90）國際標準，1項采用其他先進標準，5項是由我國自主研制；已立項或正在制定的項目共5項，其中3項采用IEC標準，2項是我國自主研制。同時，SAC/TC 265還初步開展了超導(dǎo)團體標準的制定工作，發(fā)布中國電工技術(shù)學(xué)會團體標準2項。目前，已發(fā)布的超導(dǎo)國家標準主要涉及基本參數(shù)測試（電磁性能、力學(xué)性能等）和超導(dǎo)材料（原材料、超導(dǎo)膜、超導(dǎo)線/帶材）等。

1.產(chǎn)業(yè)化發(fā)展亟須標準助力

2015年，我國3家高新技術(shù)企業(yè)采用不同的技術(shù)全部實現(xiàn)了千米級高溫超導(dǎo)REBCO帶材的生產(chǎn)，由此奠定了第二代高溫超導(dǎo)材料的產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)。為此，SAC/TC 265組織這3家企業(yè)商定成立了預(yù)研項目組。歷時7年，上述3家超導(dǎo)帶材企業(yè)和十幾家主要超導(dǎo)強電研發(fā)及用戶單位經(jīng)過緊密協(xié)作，于2022年完成國家標準《臨界電流測量 第二代高溫超導(dǎo)長帶臨界電流及其沿長度方向均勻性測量》（GB/T 41640–2022）的制定工作，并于2023年5月正式實施。在這7年里，國內(nèi)高溫超導(dǎo)REBCO帶材的產(chǎn)業(yè)化得到了迅猛發(fā)展。

2021 年，我國分別在上海和深圳鋪設(shè)了超導(dǎo)電纜并將其投入商業(yè)化運行，表明了我國已全面掌握高溫超導(dǎo)電纜設(shè)計、制造和建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)，標志著中國超導(dǎo)輸電應(yīng)用邁入了全球領(lǐng)先行列。GB/T 41640–2022的制定，有效促進了第二代高溫超導(dǎo)帶材的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，對自主建立測試方法標準起到了很好的示范作用。

2.標準與產(chǎn)業(yè)結(jié)合逐漸向好

超導(dǎo)條帶單光子探測器（SSPD）作為重要的超導(dǎo)電子學(xué)器件，被廣泛應(yīng)用于量子通信、光量子計算、激光雷達等前沿領(lǐng)域。經(jīng)過10余年的發(fā)展，國內(nèi)外已有20余家科研單位開展相關(guān)研究工作，且目前全球已有7家設(shè)備制造商，其中包括賦同量子科技（浙江）有限公司，它是我國唯一一家SSPD的產(chǎn)業(yè)化公司。在此背景下，中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所聯(lián)合賦同量子科技（浙江）有限公司和中國科學(xué)院物理研究所，共同啟動了SSPD首個國際標準——《Superconductivity-Part 22-3: Superconducting strip photon detector - Dark count rate》（IEC 61788－22－3）的制定任務(wù)，該標準于2018年7月在IEC正式立項。該標準涉及微弱電信號測量，對測試環(huán)境和測試條件要求較高。雖然受到疫情和政治因素的影響，該標準仍然進行多輪循環(huán)比對試驗，并于2022年8月正式發(fā)布。該標準是全球首個單光子探測器的國際標準，也是由我國牽頭制定的首個超導(dǎo)電子學(xué)領(lǐng)域的國際標準。該標準的制定有效擴大了我國在相關(guān)領(lǐng)域的國際影響力，企業(yè)參與國際標準的制定也推動了該領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化進程，產(chǎn)生了良好的社會效益。

此外，南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院的2個團體標準——《高溫超導(dǎo)帶材磁化臨界電流均勻性 磁路法測試方法》（T/CES 067–2021）和《高溫超導(dǎo)帶材磁化臨界電流均勻性 磁路法測試系統(tǒng)規(guī)范》（T/CES 046–2020）的正式發(fā)布與實施，表明了企業(yè)開始積極地參與超導(dǎo)標準化工作，超導(dǎo)領(lǐng)域標準與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的結(jié)合形勢開始向好，并且標準制定工作開始逐漸轉(zhuǎn)向由產(chǎn)業(yè)需求引導(dǎo)。

隨著國內(nèi)超導(dǎo)技術(shù)實用化和產(chǎn)業(yè)化的迅猛發(fā)展，實用超導(dǎo)線、第二代高溫超導(dǎo)帶材的產(chǎn)業(yè)化得到快速發(fā)展，并且在國際上也處于較先進的水平。超導(dǎo)標準的制定方向逐漸演變?yōu)閷嵱没瑢?dǎo)材料的性能表征。故于2022年，我國對原有超導(dǎo)標準體系開展修改、補充、完善和提高工作。目前經(jīng)過征集專家意見和建議，我國超導(dǎo)技術(shù)標準體系（見圖1）第二版已形成。

圖1 我國超導(dǎo)技術(shù)標準體系架構(gòu)圖

超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)標準化工作面臨的機遇和挑戰(zhàn)

標準在高新技術(shù)研發(fā)階段可以起到統(tǒng)一測試方法、推廣最佳流程、降低研發(fā)成本的作用，在走向產(chǎn)業(yè)階段則為上下游對接、提升產(chǎn)品質(zhì)量提供保障，所以越來越受到重視。及時制定我國的超導(dǎo)材料標準、性能測試標準、應(yīng)用技術(shù)標準甚至產(chǎn)品標準，不僅能穩(wěn)定關(guān)鍵技術(shù)成果、促進技術(shù)推廣應(yīng)用、提高產(chǎn)品質(zhì)量、推動我國超導(dǎo)技術(shù)向產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展，而且是防止技術(shù)壁壘、擴大對外貿(mào)易、保護民族工業(yè)、從根本上提高我國超導(dǎo)材料和技術(shù)國際市場競爭力的重要手段。

1.實用性有待提高

隨著超導(dǎo)技術(shù)實用化和產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，現(xiàn)有超導(dǎo)標準已經(jīng)遠遠不能滿足需求。例如，蘇州新材料研究所有限公司旗下子公司在進行 CNAS 實驗室認證時，發(fā)現(xiàn)可供遵循的超導(dǎo)標準寥寥無幾。上海電纜研究所在研制1.2 km高溫超導(dǎo)電纜時，面臨諸多超導(dǎo)帶材性能檢測需求無標準可依的局面，只能套用常規(guī)電線電纜的標準。超導(dǎo)標準化工作者逐漸意識到，標準應(yīng)該服務(wù)于應(yīng)用和市場：既應(yīng)該從國家戰(zhàn)略角度出發(fā)，制定基礎(chǔ)通用的標準，又應(yīng)該對實際工作有切實的引領(lǐng)和引導(dǎo)的作用；不僅要注重標準的科學(xué)性，而且應(yīng)該重視標準的實用性。

2.涉及的領(lǐng)域有待拓展

截至目前，IEC已發(fā)布超導(dǎo)相關(guān)標準 28 項。 IEC超導(dǎo)國際標準已經(jīng)從術(shù)語和定義、超導(dǎo)材料性能測試方法，逐漸過渡到實用超導(dǎo)線和超導(dǎo)器件的一般性規(guī)范。隨著超導(dǎo)技術(shù)實用化進程（特別是在強電領(lǐng)域的應(yīng)用，如超導(dǎo)電纜和超導(dǎo)磁體等）的推進，超導(dǎo)與傳統(tǒng)電工領(lǐng)域的融合度逐漸提升。

在國際上，超導(dǎo)標準的研制已開始考慮與傳統(tǒng)電力技術(shù)的兼容性，同時體現(xiàn)超導(dǎo)特性。隨著IEC/TC 90 與相關(guān)組織的合作也越來越密切，它也開始關(guān)注與超導(dǎo)裝置相關(guān)的制冷和絕緣問題。國際標準化組織（ISO）共發(fā)布超導(dǎo)相關(guān)標準3項，涉及第二代高溫超導(dǎo)帶材接頭焊接。ASTM國際組織共發(fā)布超導(dǎo)相關(guān)標準4項，全部是關(guān)于鈮 （Nb）及其合金原材料的規(guī)范。

SAC/TC265 自2003 年成立以來，歸口的國家標準共25項，其中21項是對國際先進標準的采用；歸口的還有電子行業(yè)標準《超導(dǎo)電子學(xué)術(shù)語》（SJ/T 10140–1991）、機械行業(yè)標準《超導(dǎo)除鐵器》（JB/T 11109–2010）和《超導(dǎo)磁選機》（JB/T 13002–2017），以及中國電力企業(yè)聯(lián)合會團體標準《飽和鐵心型高溫超導(dǎo)限流電抗器預(yù)防性試驗規(guī)程》（T/CEC 112–2016）等。目前，在超導(dǎo)技術(shù)領(lǐng)域，相關(guān)的國際、國內(nèi)標準（大多數(shù)是采用國際標準）數(shù)量還非常有限，遠不能覆蓋整個標準體系。IEC 國際標準和我國國家標準基本局限在超導(dǎo)標準體系的子體系“基本參數(shù)測試”和“超導(dǎo)材料”，有關(guān)強、弱電技術(shù)方面的標準化工作才剛剛開始，而這方面的標準，特別是強電應(yīng)用技術(shù)標準，卻是目前超導(dǎo)技術(shù)應(yīng)用中最重要、最急需的。

未來的發(fā)展方向

下一步，SAC/TC 265將梳理超導(dǎo)領(lǐng)域各個重大科研項目和示范工程對超導(dǎo)標準的需求，精心構(gòu)建、豐富和完善超導(dǎo)材料及技術(shù)的國家標準、團體標準體系。具體表現(xiàn)在：

SAC/TC 265會將現(xiàn)有超導(dǎo)國際標準和未來3年～5年內(nèi)新發(fā)布的所有超導(dǎo)國際標準全部轉(zhuǎn)化為國家標準；同時，努力促使采用國際標準的進度跟上國際標準發(fā)布的速度。

SAC/TC 265將根據(jù)我國超導(dǎo)材料和技術(shù)發(fā)展的具體情況，積極主動設(shè)立標準制修訂預(yù)研項目，在超導(dǎo)材料、超導(dǎo)電纜、超導(dǎo)限流器等電力應(yīng)用方面，在核磁共振成像儀、超導(dǎo)磁體、核聚變磁體、加速器磁體等強磁場應(yīng)用方面，在超導(dǎo)量子干涉儀、超導(dǎo)條帶單光子探測器、超導(dǎo)集成電路芯片、微波濾波器等超導(dǎo)電子學(xué)應(yīng)用方面，建立一批含有自主知識產(chǎn)權(quán)的、有助于我國超導(dǎo)技術(shù)實用化和產(chǎn)業(yè)化最急需的實用性技術(shù)標準。

SAC/TC 265將逐步推進我國在國際標準制定中的核心作用，積極鼓勵超導(dǎo)企業(yè)參與國際標準化活動。

SAC/TC 265還將以中國電工技術(shù)學(xué)會超導(dǎo)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)委員會、中國電機工程學(xué)會超導(dǎo)與新材料應(yīng)用技術(shù)專業(yè)委員會為依托，聯(lián)合中國科學(xué)院下屬各研究所及相關(guān)產(chǎn)業(yè)部門，推動超導(dǎo)材料和技術(shù)相關(guān)團體標準的標準化工作，初步建立超導(dǎo)團體標準體系；以強電技術(shù)為主攻方向，鼓勵國內(nèi)各社會團體制定相應(yīng)標準，成熟之后將其轉(zhuǎn)化為國家乃至國際標準。

總 結(jié)

在國家政策和各級政府的大力支持下，超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)逐漸壯大，在強電和弱電方面都有了長足的進步。2020年，長三角超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)盟正式啟動運營。該聯(lián)盟成為長三角覆蓋材料生產(chǎn)、設(shè)備集成、產(chǎn)品應(yīng)用的完整產(chǎn)業(yè)鏈“夢之隊”，推進超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

在超導(dǎo)基礎(chǔ)和應(yīng)用研究方面，中國科學(xué)院先導(dǎo)科技專項“下一代高場磁體關(guān)鍵科學(xué)與技術(shù)”匯聚了國內(nèi)優(yōu)勢力量，就高場磁體關(guān)鍵技術(shù)、先進高溫超導(dǎo)應(yīng)用材料及相關(guān)高溫超導(dǎo)基礎(chǔ)科學(xué)問題展開產(chǎn)學(xué)研一體化合作研究。其中，子課題“高溫超導(dǎo)材料檢測規(guī)范及標準建立”由SAC/TC 265承擔(dān)。超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和標準化工作正蓄勢待發(fā)，標準體系建設(shè)在超導(dǎo)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的進程中也將發(fā)揮更重要的作用。