中新網(wǎng)北京10月28日電 (記者 孫自法)可控核聚變裝置被譽(yù)為“人造太陽”，代表著人類探索未來清潔能源的重要方向，其關(guān)鍵核心材料制備備受關(guān)注。

　　記者10月28日從中國科學(xué)院金屬研究所獲悉，該所戎利建研究員團(tuán)隊最近突破可控核聚變用第二代高溫超導(dǎo)帶材(REBCO)用金屬基帶技術(shù)瓶頸，實現(xiàn)了“人造太陽”關(guān)鍵核心材料國產(chǎn)化制備。

　　研究團(tuán)隊介紹說，第二代高溫超導(dǎo)帶材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(qiáng)大磁場。中國二代高溫超導(dǎo)材料的制備和應(yīng)用居國際的前列，但用于制備該帶材的金屬基帶主要采用哈氏合金(C276)制造，目前仍依賴進(jìn)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)帶材提供必要的機(jī)械強(qiáng)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)。

　　在本項針對性研究中，研究團(tuán)隊利用自主研發(fā)的純凈化制備技術(shù)，成功實現(xiàn)高純凈噸級哈氏合金的工業(yè)化制備。該團(tuán)隊煉出的超純合金中碳、錳、硫、磷、氧、氮元素含量均低于進(jìn)口同類材料，其中，硫含量不到萬分之零點零五；在材料內(nèi)部純凈度方面，2微米以上的大尺寸夾雜物數(shù)量極低(A、B、C類評級均為0)，D類夾雜僅為0.5級，0.3微米以上尺寸夾雜數(shù)量僅6個每0.5平方毫米；材料純凈度各項指標(biāo)均達(dá)到進(jìn)口材料水平，個別指標(biāo)優(yōu)于進(jìn)口材料。

　　戎利建研究員透露，研究團(tuán)隊還攻克了基帶加工過程中的關(guān)鍵技術(shù)難題，成功將哈氏合金軋制成厚度僅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，基帶表面光潔如鏡，粗糙度小于20納米。該材料在液氮溫度下的抗拉強(qiáng)度大于1900兆帕，相當(dāng)于在指甲蓋大小的面積上可承受19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(qiáng)度仍保持在1200兆帕以上，表現(xiàn)出優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和力學(xué)性能。

　　近日，由中國科學(xué)院金屬研究所批量化制備的哈氏合金基帶已在上海兩家超導(dǎo)科技企業(yè)開展驗證工作，并在東部超導(dǎo)科技(蘇州)有限公司(東部超導(dǎo))成功完成近千米MF系列高溫超導(dǎo)帶材的規(guī)模化制備。這次所制備的超導(dǎo)帶材性能優(yōu)良，已達(dá)到采用進(jìn)口基帶制備的第二代高溫超導(dǎo)帶材水平；制備的第二代高溫超導(dǎo)帶材已應(yīng)用于超導(dǎo)企業(yè)相關(guān)項目中。

　　據(jù)悉，中國科學(xué)院金屬研究所與東部超導(dǎo)已達(dá)成20噸哈氏合金基帶供貨的框架合作協(xié)議，雙方將繼續(xù)深化合作，進(jìn)一步優(yōu)化制備工藝，推動國產(chǎn)化基帶的規(guī)模化應(yīng)用，為中國超導(dǎo)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展與廣泛應(yīng)用提供堅實支撐。(完)