記者10月28日從中國科學院金屬研究所獲悉,該所戎利建研究員團隊最近突破可控核聚變用第二代高溫超導帶材(REBCO)用金屬基帶技術瓶頸,實現了「人造太陽」關鍵核心材料國產化製備。
可控核聚變裝置被譽為「人造太陽」,代表著人類探索未來清潔能源的重要方向,其關鍵核心材料製備備受關注。
研究團隊介紹說,第二代高溫超導帶材被視為可控核聚變中「超級磁體」的核心材料,缺乏它便難以製造出能够約束上億度等離子體的強大磁場。中國二代高溫超導材料的製備和應用居國際的前列,但用於製備該帶材的金屬基帶主要採用哈氏合金(C276)製造,目前仍依賴進口,不僅價格昂貴,供貨時間也難以保證。
金屬基帶作為緩衝層和超導層生長的襯底,其作用如同蓋房時打下的地基——超導材料需要一層一層地「生長」在這一基帶上,它不僅為超導帶材提供必要的機械強度和變形能力,更是整個超導結構得以穩定成型的基礎。
在本項針對性研究中,研究團隊利用自主研發的純淨化製備技術,成功實現高純淨噸級哈氏合金的工業化製備,其材料純淨度各項指標均達到進口材料水平,個別指標優於進口材料。
戎利建透露,研究團隊還攻克了基帶加工過程中的關鍵技術難題,成功將哈氏合金軋製成厚度僅0.046毫米(約為頭髮絲直徑的一半)、寬度12毫米、長度超2000米的超長超薄金屬基帶,基帶表面光潔如鏡,粗糙度小於20納米。該材料在液氮溫度下的抗拉強度大於1900兆帕,相當於指甲蓋大小的面積可承受19噸的重量。即便經過900攝氏度高溫持續加熱5分鐘並冷卻至室溫,其抗拉強度仍保持在1200兆帕以上,表現出優異的熱穩定性和力學性能。
近日,由中國科學院金屬研究所批量化製備的哈氏合金基帶在上海兩家超導科技企業開展驗證工作,並在東部超導科技(蘇州)有限公司(東部超導)成功完成近千米MF系列高溫超導帶材的規模化製備,已應用於相關項目中。
據悉,中國科學院金屬研究所與東部超導已達成20噸哈氏合金基帶供貨的框架合作協議,將進一步優化製備工藝,推動國產化基帶的規模化應用,為中國超導技術創新發展與廣泛應用提供堅實支撐。◇(中新社)








