北京
近日，中國科學院金屬研究所研究員戎利建團隊利用自主研發的純凈化制備技術，突破了可控核聚變用第二代高溫超導帶材用金屬基帶技術瓶頸，成功實現了高純凈噸級哈氏合金（C276）金屬基帶的工業化制備。
▲中國科學院金屬研究所制備的千米級基帶
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（REBCO）被視為可控核聚變中“超級磁體”的核心材料，缺乏它，便難以制造出能夠約束上億度等離子體的強大磁場。我國二代高溫超導材料的制備和應用居國際前列，但用于制備該帶材的金屬基帶主要采用哈氏合金（C276）制造，仍依賴進口，不僅價格昂貴，而且供貨時間難以保證。金屬基帶作為緩沖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了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。
該團隊煉出的超純合金中，碳、錳、硫、磷、氧、氮元素含量均低于進口同類材料。另外材料的純凈度各項指標均達到了進口材料水平，個別指標優于進口材料。
研究團隊攻克了基帶加工過程中的關鍵技術難題，成功將C276合金軋制成厚度僅0.046毫米（約為頭發絲直徑的一半）、寬度12毫米、長度超2000米的超長超薄金屬基帶，基帶表面粗糙度小于20納米，光潔如鏡。該材料在液氮溫度下的抗拉強度大于1900MPa，相當于在指甲蓋大小的面積上可承受190噸的重量。即便經過900攝氏度高溫持續加熱5分鐘并冷卻至室溫，其抗拉強度仍保持在1200MPa以上，表現出優異的熱穩定性和力學性能。
來源：中央廣播電視總臺
責任編輯：閆文藝
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