記者從中國科學(xué)院金屬研究所獲悉，近日，該研究所戎利建研究員團隊利用自主研發(fā)的純凈化制備技術(shù)，突破了可控核聚變用第二代高溫超導(dǎo)帶材用金屬基帶技術(shù)瓶頸，成功實現(xiàn)了高純凈噸級哈氏合金（C276）金屬基帶的工業(yè)化制備。

△中國科學(xué)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(dǎo)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(dǎo)材料的制備和應(yīng)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(dǎo)層生長的襯底，其作用如同蓋房時打下的地基——超導(dǎo)材料需要一層一層地“生長”在這一基帶上。它不僅為超導(dǎo)帶材提供了必要的機械強度和變形能力，更是整個超導(dǎo)結(jié)構(gòu)得以穩(wěn)定成型的基礎(chǔ)。

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(yōu)于進口材料。

研究團隊攻克了基帶加工過程中的關(guān)鍵技術(shù)難題，成功將C276合金軋制成厚度僅0.046毫米（約為頭發(fā)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(dāng)于在指甲蓋大小的面積上可承受190噸的重量。即便經(jīng)過900攝氏度高溫持續(xù)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(xiàn)出優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能。