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(dǎo)帶材被視為可控核聚變中“超級磁體”的核心材料，其技術(shù)突破決定能否制造出約束上億度等離子體的超強磁場。金屬基帶作為緩沖層和超導(dǎo)層生長的襯底，其作用如同蓋房時打下的地基——緩沖層和超導(dǎo)材料需要一層一層地“生長”在這一基帶上，為超導(dǎo)帶材提供了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)。
近日，中國科學(xué)院金屬研究所研究員戎利建團隊，利用自主研發(fā)的純凈化制備技術(shù)，實現(xiàn)了高純凈噸級哈氏合金的工業(yè)化生產(chǎn)。這標(biāo)志著我國在高溫超導(dǎo)帶材用關(guān)鍵材料國產(chǎn)化制備方面實現(xiàn)重要突破，將為二代高溫超導(dǎo)材料的全國產(chǎn)化生產(chǎn)和應(yīng)用提供重要保障。
經(jīng)科研攻關(guān)，材料的純凈度各項指標(biāo)均達到進口材料水平。高純凈材料可確保合金具有優(yōu)異的冷熱加工性能和基帶的表面質(zhì)量。
研究團隊突破了合金的鍛造、軋制、熱處理、相析出調(diào)控、光亮表面質(zhì)量控制等關(guān)鍵技術(shù)，攻克了制約國產(chǎn)化基帶應(yīng)用的技術(shù)難題，實現(xiàn)了長度達2000m、厚度0.046mm、寬度12mm的第二代高溫超導(dǎo)帶材高溫超導(dǎo)用哈氏合金基帶的批量化制備。基帶表面粗糙度小于20nm，液氮溫度下抗拉強度大于1900MPa，經(jīng)900℃加熱5min后室溫抗拉強度大于1200MPa，表現(xiàn)出優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能。
目前，由金屬所批量化制備的金屬基帶已在相關(guān)企業(yè)開展驗證工作，并完成近千米高溫超導(dǎo)帶材的規(guī)模化制備。金屬所已與相關(guān)企業(yè)達成20噸金屬基帶供貨的框架合作協(xié)議，雙方將繼續(xù)深化合作，進一步優(yōu)化制備工藝。
千米級基帶
