
千米级C276基带。中国科学院金属研究所供图
本报讯(记者张楠)近日,中国科学院金属研究所(以下简称金属所)研究员戎利建团队利用自主研发的纯净化制备技术,突破可控核聚变用第二代高温超导带材(REBCO)技术瓶颈,成功实现高纯净吨级哈氏合金(C276)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。REBCO被视为可控核聚变中“超级磁体”的核心材料,缺少它,便难以制造出能够约束上亿摄氏度等离子体的强大磁场。
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。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。用于制备该带材的金属基带主要采用C276制造,而后者仍依赖进口,不仅价格昂贵,而且供货时间难以保证。
该团队此次炼出的超纯合金中,碳、锰、硫、磷、氧、氮元素含量均低于进口同类材料,材料纯净度各项指标均达到进口材料水平,个别指标优于进口材料。
此外,研究团队还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米的超长超薄金属带材,带材表面粗糙度小于20纳米,光洁如镜。
该材料在液氮温度下的抗拉强度大于1900兆帕,相当于指甲盖大小的面积可承受19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1200兆帕以上,表现出优异的热稳定性和力学性能。
《中国科学报》 (2025-10-29 第1版 要闻)