我国高温超导带材实现国产化突破：金属基带关键进展
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中国科学院金属研究所近日宣布，在第二代高温超导带材用金属基带的国产化领域取得重大进展。由裘利建研究员带领的团队依托自主研发的高纯度化制备技术，成功攻克了面向可控核聚变应用的第二代高温超导带材金属基带关键技术难题，实现了吨级高纯哈氏合金（C276）金属基带的工业化生产。
可控核聚变装置被视为未来清洁能源的重要探索方向，常被誉为"人造太阳"。其中，第二代高温超导带材（REBCO）是构建"超导磁体"的核心材料，直接关系到能否生成用于约束上亿摄氏度等离子体的强磁场系统。尽管我国在二代高温超导材料的制备与应用领域已达到国际先进水平，但长期以来，超导带材所需的金属基带依赖进口。即便近年国内已有相关产品问世，也大多基于进口冷轧卷材进行后续加工，存在成本高、供应链不稳定等问题。
金属基带在超导带材中扮演着类似建筑地基的关键角色。它作为缓冲层和超导层逐层生长的基础衬底，不仅为整个结构提供必要的机械支撑和形变能力，更决定了超导层的结晶质量与稳定性。此次研究团队所制备的哈氏合金基带，在碳、镍、硫、磷、氧、氮等关键杂质元素的控制上均优于或达到进口材料水平，整体纯度指标满足高端超导带材的严苛要求。
在加工工艺方面，团队成功将C276合金轧制成厚度仅为0.046毫米（约头发丝直径的一半）、宽度12毫米、长度超过2000米的超长超薄带材。其表面粗糙度控制在20纳米以下，经原子力显微分析确认，50×50微米范围内的平均粗糙度为19纳米，满足高性能超导层外延生长的需求。
性能测试显示，该基带在液氮温度下的抗拉强度超过1900兆帕，相当于在指甲盖大小的面积上可承载190吨的重量。即使在900摄氏度高温环境中持续加热5分钟后冷却至室温，其抗拉强度仍能保持在1200兆帕以上，展现出卓越的热稳定性和力学耐久性。
此次实现的千米级连续金属基带制备，标志着我国在高温超导材料核心基础材料领域迈出关键一步，为未来大规模发展可控核聚变及相关高端超导应用提供了自主可控的材料支撑。
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