記者28日從中國科學(xué)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(dǎo)帶材（REBCO）用金屬基帶技術(shù)瓶頸，實現(xiàn)了「人造太陽」關(guān)鍵核心材料國產(chǎn)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(guān)鍵核心材料製備備受關(guān)注。
研究團隊介紹說，第二代高溫超導(dǎo)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約束上億度等離子體的強大磁場。中國二代高溫超導(dǎo)材料的製備和應(yīng)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(jìn)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(dǎo)層生長的襯底，其作用如同蓋房時打下的地基——超導(dǎo)材料需要一層一層地「生長」在這一基帶上，它不僅為超導(dǎo)帶材提供必要的機械強度和變形能力，更是整個超導(dǎo)結(jié)構(gòu)得以穩(wěn)定成型的基礎(chǔ)。
在本項針對性研究中，研究團隊利用自主研發(fā)的純淨(jìng)化製備技術(shù)，成功實現(xiàn)高純淨(jìng)噸級哈氏合金的工業(yè)化製備，其材料純淨(jìng)度各項指標(biāo)均達(dá)到進(jìn)口材料水平，個別指標(biāo)優(yōu)於進(jìn)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(guān)鍵技術(shù)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(dāng)於指甲蓋大小的面積可承受19噸的重量。即便經(jīng)過900攝氏度高溫持續(xù)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(xiàn)出優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能。
近日，由中國科學(xué)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(dǎo)科技企業(yè)開展驗證工作，並在東部超導(dǎo)科技（蘇州）有限公司（東部超導(dǎo)）成功完成近千米MF系列高溫超導(dǎo)帶材的規(guī)模化製備，已應(yīng)用於相關(guān)項目中。
據(jù)悉，中國科學(xué)院金屬研究所與東部超導(dǎo)已達(dá)成20噸哈氏合金基帶供貨的框架合作協(xié)議，將進(jìn)一步優(yōu)化製備工藝，推動國產(chǎn)化基帶的規(guī)模化應(yīng)用，為中國超導(dǎo)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展與廣泛應(yīng)用提供堅實支撐。（中新社記者 孫自法）
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