我國在可控核聚變關(guān)鍵材料領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。記者28日從中國科學(xué)院金屬研究所獲悉,該所科研人員成功制備出第二代高溫超導(dǎo)帶材核心材料——哈氏合金(C276)金屬基帶,打破了該材料長期依賴進(jìn)口的局面,標(biāo)志著我國在清潔能源關(guān)鍵材料領(lǐng)域邁出重要一步。

可控核聚變裝置被譽(yù)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)帶材是建造可控核聚變裝置不可或缺的核心材料。沒有它,就無法產(chǎn)生足夠強(qiáng)大的磁場,來“約束”住高達(dá)上億攝氏度的等離子體。“雖然我國二代高溫超導(dǎo)材料的制備和應(yīng)用已走在國際前列,但制備這種帶材所需的C276金屬基帶,卻長期依賴國外進(jìn)口。這不僅價(jià)格昂貴,而且供貨時(shí)間難以保證?!敝袊茖W(xué)院金屬研究所研究員戎利建告訴記者。
“這種金屬基帶,就像是蓋房子時(shí)的‘地基’。超導(dǎo)層和緩沖層材料必須一層一層地在它上面‘生長’起來?!比掷ㄐ蜗蟮卣f,它既為整個(gè)帶材提供堅(jiān)固的“骨架”,保證其在復(fù)雜工況下不塑性變形、不斷裂,也確保了超導(dǎo)結(jié)構(gòu)的完整與穩(wěn)定,是整個(gè)超導(dǎo)帶材性能的根基。
在這項(xiàng)研究中,戎利建團(tuán)隊(duì)通過自主研發(fā)的純凈化制備技術(shù),成功實(shí)現(xiàn)了高純凈度C276合金的噸級工業(yè)化制備?!拔覀冎苽涞腃276純度極高,硫、磷等雜質(zhì)含量低于進(jìn)口產(chǎn)品,內(nèi)部夾雜物數(shù)量極低,多項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到甚至優(yōu)于進(jìn)口材料?!比掷ㄕf。
研究團(tuán)隊(duì)攻克了超薄超長基帶加工的技術(shù)難關(guān),將合金軋制成厚度僅0.046毫米、寬度12毫米、長度超2000米的帶狀材料,表面光滑如鏡,粗糙度小于20納米。該材料在液氮溫度下強(qiáng)度超高,相當(dāng)于指甲蓋大小面積能承受約19噸重量,且經(jīng)高溫處理后仍保持優(yōu)異性能。
目前,自主制備的C276已在多家企業(yè)完成驗(yàn)證,并成功制備出性能達(dá)國際水平的高溫超導(dǎo)帶材,應(yīng)用于國內(nèi)相關(guān)科技項(xiàng)目?!拔覀兯€和東部超導(dǎo)科技(蘇州)有限公司達(dá)成了20噸C276基帶的框架合作協(xié)議,未來我們將繼續(xù)深化合作,進(jìn)一步優(yōu)化制備工藝,推動(dòng)國產(chǎn)化基帶的規(guī)?;瘧?yīng)用,為我國超導(dǎo)技術(shù)發(fā)展應(yīng)用提供有力支撐?!比掷◤?qiáng)調(diào)。
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