近日，從中國科學院金屬研究所獲悉，該所科研人員成功制備出第二代高溫超導帶材核心材料——哈氏合金（C276）金屬基帶，打破了該材料長期依賴進口的局面，標志著我國在清潔能源關(guān)鍵材料領(lǐng)域邁出重要一步。

可控核聚變裝置被譽為“人造太陽”，是人類探索未來清潔能源的重要方向。第二代高溫超導帶材是建造可控核聚變裝置不可或缺的核心材料。沒有它，就無法產(chǎn)生足夠強大的磁場，來“約束”住高達上億攝氏度的等離子體。“雖然我國二代高溫超導材料的制備和應(yīng)用已走在國際前列，但制備這種帶材所需的C276金屬基帶，卻長期依賴國外進口。這不僅價格昂貴，而且供貨時間難以保證。”中國科學院金屬研究所研究員戎利建告訴記者。

圖片:422129_0b192756-f839-49a4-81cc-3d09d09091ff.png

中國科學院金屬研究所制備的千米級基帶。

“這種金屬基帶，就像是蓋房子時的‘地基’。超導層和緩沖層材料必須一層一層地在它上面‘生長’起來。”戎利建形象地說，它既為整個帶材提供堅固的“骨架”，保證其在復雜工況下不塑性變形、不斷裂，也確保了超導結(jié)構(gòu)的完整與穩(wěn)定，是整個超導帶材性能的根基。

在這項研究中，戎利建團隊通過自主研發(fā)的純凈化制備技術(shù)，成功實現(xiàn)了高純凈度C276合金的噸級工業(yè)化制備。“我們制備的C276純度極高，硫、磷等雜質(zhì)含量低于進口產(chǎn)品，內(nèi)部夾雜物數(shù)量極低，多項指標達到甚至優(yōu)于進口材料。”戎利建說。

研究團隊攻克了超薄超長基帶加工的技術(shù)難關(guān)，將合金軋制成厚度僅0.046毫米、寬度12毫米、長度超2000米的帶狀材料，表面光滑如鏡，粗糙度小于20納米。該材料在液氮溫度下強度超高，相當于指甲蓋大小面積能承受約19噸重量，且經(jīng)高溫處理后仍保持優(yōu)異性能。

目前，自主制備的C276已在多家企業(yè)完成驗證，并成功制備出性能達國際水平的高溫超導帶材，應(yīng)用于國內(nèi)相關(guān)科技項目。“我們所還和東部超導科技（蘇州）有限公司達成了20噸C276基帶的框架合作協(xié)議，未來我們將繼續(xù)深化合作，進一步優(yōu)化制備工藝，推動國產(chǎn)化基帶的規(guī)模化應(yīng)用，為我國超導技術(shù)發(fā)展應(yīng)用提供有力支撐。”戎利建強調(diào)。