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我国突破“人造太阳”核心材料瓶颈,实现国产化规模制备

2025-10-28
被誉为“人造太阳”的可控核聚变装置,承载着人类对未来清洁能源的无限憧憬。在这一前沿科技领域,关键核心材料的自主可控是实现技术独立与产业突破的基石。令人振奋的是,中国科学院金属研究所近日取得重大进展:戎利建研究员团队成功解决了第二代高温超导带材用金属基带的技术瓶颈,实现了哈氏合金(C276)基带的国产化、工业化、规模化制备,这一成果标志着我国在可控核聚变关键材料领域迈出了里程碑式的一步,为未来的能源梦想奠定了坚实的基础。
第二代高温超导带材是构建“超级磁体”的核心,用于产生强大磁场以约束上亿摄氏度的等离子体,是“人造太阳”装置不可或缺的“筋骨”。近年来,随着科技的迅猛发展,我国在这一领域取得了显著突破。然而,长期以来,制备该带材所依赖的金属基带主要依赖进口,不仅成本高昂,且供货周期不稳定,严重制约我国超导与核聚变技术的发展。金属基带如同建筑的地基,超导层需在其表面逐层生长,其纯净度、平整度、力学性能直接决定超导带材的质量与稳定性。
针对这一“卡脖子”难题,研究团队从源头突破。他们自主研发出高纯净度哈氏合金的吨级工业化制备技术,所制合金中碳、硫、磷、氧等杂质元素含量极低,硫含量低于万分之零点零五,大尺寸夹杂物几乎为零,材料纯净度达到甚至优于进口产品水平。在此基础上,团队攻克超薄带材轧制难题,成功制备出厚度仅0.046毫米、宽度12毫米、长度超过2000米的千米级超长基带,表面粗糙度小于20纳米,光洁如镜。该基带在液氮温度下抗拉强度超1900兆帕,经高温热处理后仍保持良好性能,展现出卓越的热稳定性与机械强度。
更令人振奋的是,该国产基带已进入实际应用验证阶段。在上海多家超导企业完成测试后,东部超导科技(苏州)有限公司利用该基带成功制备出近千米MF系列高温超导带材,性能与进口基带产品相当,已投入实际项目使用。目前,中国科学院金属研究所已与东部超导签订20吨基带供货协议,双方将持续优化工艺,推动国产基带的规模化应用。
这一突破不仅打破了国外技术垄断,降低了超导材料成本,更为我国可控核聚变、超导电力、医疗成像等高端领域提供了坚实材料支撑。

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