中國(guó)研制成世界首根10米量級(jí)鐵基超導(dǎo)長(zhǎng)線 奠定產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)

      超導(dǎo)現(xiàn)象從1911年發(fā)現(xiàn)至今已超過(guò)100年，超導(dǎo)材料的物質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及品種逐漸清晰，并開(kāi)始漸漸走近百姓生活。而中國(guó)科學(xué)院電工所馬衍偉領(lǐng)導(dǎo)的研究組，始終在高性能鐵基超導(dǎo)材料的研制中保持國(guó)際領(lǐng)先水平，2008年他們制備出世界首根鐵基高溫超導(dǎo)線帶材，現(xiàn)在，他們將其載流性能提高國(guó)際最高紀(jì)錄，邁入實(shí)用化門檻，為后續(xù)的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，將把電力科技的發(fā)展帶入一個(gè)嶄新的階段。

      據(jù)報(bào)道，日前，中科院電工研究所馬衍偉研究組成功研制出國(guó)際第一根10米量級(jí)的高性能122型鐵基超導(dǎo)長(zhǎng)線，實(shí)現(xiàn)了鐵基超導(dǎo)線帶材領(lǐng)域的新突破。相關(guān)成果發(fā)表于《物理學(xué)C輯》。

      超導(dǎo)是20世紀(jì)最重大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一，指的是某些材料在溫度降低到某一臨界溫度電阻突然消失的現(xiàn)象，具備這種特性的材料稱為超導(dǎo)體。高溫超導(dǎo)體并不是大多數(shù)人認(rèn)為的幾百幾千的高溫，只是相對(duì)原來(lái)超導(dǎo)所需的超低溫高許多的溫度，通常是指在液氮溫度（77 K）以上超導(dǎo)的材料。

中國(guó)科學(xué)院電工所應(yīng)用超導(dǎo)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任馬衍偉

      鐵基超導(dǎo)體是繼發(fā)現(xiàn)于1986年的銅氧化物超導(dǎo)體之后的第二個(gè)高溫超導(dǎo)體系，在高場(chǎng)領(lǐng)域具有獨(dú)特的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，是目前凝聚態(tài)物理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中，需要將超導(dǎo)體制備成線帶材進(jìn)行電流傳輸或磁體繞制，因此，研發(fā)高載流性能的超導(dǎo)線材及其規(guī)模化制備技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)鐵基超導(dǎo)材料強(qiáng)電應(yīng)用的關(guān)鍵。

      此前，馬衍偉課題組在國(guó)際上研制出首根鐵基超導(dǎo)線材。2014年制備的122型鐵基超導(dǎo)帶材傳輸電流性能在4.2K/14T下，達(dá)到10萬(wàn)安培每平方厘米，標(biāo)示著我國(guó)已率先邁入實(shí)用化門檻。最近，該研究組在鐵基超導(dǎo)線帶材的低成本制備方面也取得了重要進(jìn)展，開(kāi)發(fā)出采用純銅作為包套材料的高性能122型超導(dǎo)帶材。

高性能122型鐵基超導(dǎo)長(zhǎng)線

      在獲得優(yōu)質(zhì)短樣的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)高性能長(zhǎng)線的制備是新型鐵基超導(dǎo)材料走向大規(guī)模應(yīng)用的必由之路，也是其重大技術(shù)難點(diǎn)之一。該課題組通過(guò)對(duì)制備過(guò)程中涉及的相組分與微結(jié)構(gòu)控制、界面復(fù)合體均勻加工等關(guān)鍵技術(shù)的系統(tǒng)研究，最終成功研制出長(zhǎng)度達(dá)11米的高性能122型鐵基超導(dǎo)長(zhǎng)線，其傳輸電流性能在10特斯拉的磁場(chǎng)下超過(guò)18400安培每平方厘米，從而為后續(xù)的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。