快科技资讯 10月28日 08:48
我国高温超导带材金属基带实现国产化突破
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中国科学院金属研究所的戎利建研究员团队在高温超导带材用金属基带的国产化方面取得了重要进展。该团队利用自主研发的纯净化制备技术,成功攻克了可控核聚变领域关键材料——第二代高温超导带材(REBCO)用金属基带的技术瓶颈,实现了高纯净吨级哈氏合金(C276)金属基带的工业化制备。此前,这类关键材料长期依赖进口,制约了我国在“人造太阳”等领域的自主发展。此次突破使得我国能够自主生产满足要求的超薄、超长、高纯净度金属基带,为约束上亿度等离子体的超强磁场制造奠定了坚实基础,也为我国在高温超导材料应用领域保持国际领先地位提供了有力支撑。

✨ **国产化关键材料攻坚:** 中国科学院金属研究所团队成功实现了可控核聚变领域核心材料——第二代高温超导带材(REBCO)用金属基带的工业化制备。此前,该材料长期依赖进口,此次突破标志着我国在高端超导材料领域迈出了关键一步,为“人造太阳”等重大科技项目提供了自主保障。

💡 **技术创新与性能提升:** 通过自主研发的纯净化制备技术,团队成功制备出高纯净吨级哈氏合金(C276)金属基带。该材料的碳、锰、硫、磷、氧、氮等杂质含量显著低于进口同类产品,多项纯净度指标达到甚至优于进口水平,为超导带材的性能提供了可靠基础。

📏 **精密制造与卓越性能:** 团队攻克了加工难题,成功将C276合金轧制成厚度仅0.046毫米(头发丝直径一半)、宽度12毫米、长度超2000米的超长超薄金属基带,表面粗糙度小于20纳米。该基带在液氮温度下抗拉强度高达1900MPa,且在900摄氏度高温下仍保持优异的力学性能和热稳定性,满足了极端应用环境下的严苛要求。

快科技10月28日消息,今日,中国科学院金属研究所发文称,第二代高温超导带材用金属基带国产化取得突破。

据了解,该研究所戎利建研究员团队利用自主研发的纯净化制备技术,突破了可控核聚变用第二代高温超导带材用金属基带技术瓶颈,成功实现了高纯净吨级哈氏合金(C276)金属基带的工业化制备。

可控核聚变装置被誉为“人造太阳”,是人类探索未来清洁能源的重要方向。

第二代高温超导带材(REBCO)被视为可控核聚变中“超级磁体”的核心材料,其技术突破直接决定了能否制造出约束上亿度等离子体的超强磁场。

我国二代高温超导材料的制备和应用居国际前列,但高温超导带材用金属基带长期依赖进口,近年来国内虽有生产,所采用的是进口的冷轧卷材进行后续加工,不仅价格昂贵,而且供货时间难以保证。

金属基带作为缓冲层和超导层生长的衬底,其作用如同盖房时打下的地基——缓冲层和超导材料需要一层一层地“生长”在这一基带上,它不仅为超导带材提供了必要的机械强度和变形能力,更是整个超导结构得以稳定成型的基础。

该团队炼出的超纯合金中,碳、锰、硫、磷、氧、氮元素含量均低于进口同类材料。

另外材料的纯净度各项指标均达到了进口材料水平,个别指标优于进口材料。

据介绍,研究团队攻克了基带加工过程中的关键技术难题,成功将C276合金轧制成厚度仅0.046毫米(约为头发丝直径的一半)、宽度12毫米、长度超2000米的超长超薄金属基带,基带表面粗糙度小于20纳米。

该材料在液氮温度下的抗拉强度大于1900MPa,相当于在指甲盖大小的面积上可承受190吨的重量。

即便经过900摄氏度高温持续加热5分钟并冷却至室温,其抗拉强度仍保持在1200MPa以上,表现出优异的热稳定性和力学性能。


中国科学院金属研究所制备的千米级基带


中国科学院金属研究所制备基带的表面粗糙度(AFM标准50 x 50um)Ra=19nm

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