生产队巡查员 25-10-29 13:08
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中国科学院金属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

第二代高温超导带材(REBCO)作为可控核聚变中“超级磁体”的关键材料,其性能突破成为核聚变工程的核心环节

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,不仅价格昂贵,供货时间也难以保证。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——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

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,光洁如镜。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

日前,由中国科学院金属研究所批量化制备的C276基带已在上海超导科技股份有限公司和上海上创超导科技有限公司开展了验证工作,并在东部超导科技(苏州)有限公司成功完成近千米高温超导带材的规模化制备。东部超导科技(苏州)有限公司采用千米级的基带已制备出845m的MF系列超导带材,77K自场下平均Ic为594A,STDEV<9.8A。在4.2K、10T垂直场下,Ic达到1058.78A-4mm,N值75.6,与采用进口基带批量化制备的REBCO超导材料的临界电流水平相近。制备的REBCO超导材料已应用于江西联创超导科技有限公司的相关项目中。这标志着我国在高温超导带材用关键材料国产化制备方面实现重要突破,将为二代高温超导材料的全国产化生产和应用提供重要保障
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发布于 辽宁