我国可控核聚变“人造太阳”关键核心材料实现国产工业化制备

据中国科学院金属研究所官网今日消息，第二代高温超导带材（REBCO）被视为可控核聚变中“超级磁体”的核心材料，其技术突破直接决定了能否制造出约束上亿度等离子体的超强磁场。

我国二代高温超导材料的制备和应用居国际前列，但高温超导带材用金属基带长期依赖进口，近年来国内虽有生产，所采用的是进口的冷轧卷材进行后续加工，不仅价格昂贵，而且供货时间难以保证。

REBCO 用金属基带目前主要采用哈氏合金（C276），厚度 < 0.050mm，宽度 12±0.05mm，长度要求 1000m 以上，表面粗糙度（AFM 标准 50×50um）要求 Ra<50nm，同时要求抗拉强度＞1300MPa。

近日，在中国科学院超导专项的支持下，中国科学院金属研究所戎利建研究员带领的团队利用发明的材料纯净化制备技术，成功实现了高纯净吨级 C276 合金的制备。材料的纯净度各项指标均达到了进口材料水平，个别指标优于进口材料。

在此基础上，团队突破了合金的锻造、轧制、热处理、相析出调控、光亮表面质量控制等关键技术，攻克了长期以来制约国产化基带应用的技术难题，成功实现了长度达 2000m、厚度 0.046mm、宽度 12mm 的 REBCO 高温超导用 C276 基带的批量化制备。基带表面粗糙度小于 20nm (AFM 标准 50×50um)，液氮温度下抗拉强度大于 1900MPa，经 900℃加热 5min 后室温抗拉强度大于 1200MPa，表现出优异的热稳定性和力学性能。

日前，由中国科学院金属研究所批量化制备的 C276 基带已在上海超导科技股份有限公司和上海上创超导科技有限公司开展了验证工作，并在东部超导科技（苏州）有限公司成功完成近千米高温超导带材的规模化制备。

▲ 中国科学院金属研究所制备的千米级基带，图源中国科学院金属研究所官网

从官方公告获悉，制备的 REBCO 超导材料已应用于江西联创超导科技有限公司的相关项目中。这标志着我国在高温超导带材用关键材料国产化制备方面实现重要突破，将为二代高温超导材料的全国产化生产和应用提供重要保障。

中国科学院金属研究所与东部超导科技（苏州）有限公司已达成 20 吨 C276 基带供货的框架合作协议，双方将继续深化合作，进一步优化制备工艺，推动国产化基带的规模化应用。