中科院理化所科研团队近日宣布,在高温超导材料领域取得重大突破,成功研制出第二代高温超导带材专用铁基合金基带。这一成果标志着我国在高端超导材料领域实现关键技术自主可控,为可控核聚变、超导电力等战略领域提供了重要材料支撑。
该新型基带由上海超导科技股份有限公司完成带材制备验证,试制出的高性能第二代高温超导带材已通过多项性能测试。作为超导带材的核心"骨架",金属基带承担着力学承载的关键作用,其性能直接决定带材在复杂工况下的稳定性和使用寿命。测试数据显示,新型铁基合金基带完全满足规模化制备要求,可替代现有进口依赖的哈氏合金基带。
在性能对比方面,新型基带展现出显著优势。同等工艺条件下,采用铁基合金基带的超导带材屈服强度提升超过30%,形变耐受性能优化达40%。其相对磁导率和电阻率指标均优于传统哈氏合金,特别在强磁场环境下的电学性能表现突出,更适配高端超导设备的应用需求。科研团队通过成分优化设计,使铁基合金在保持高强度的同时,实现了更优的电磁兼容性。
成本优势是该成果的另一大亮点。新型基带以铁元素为主要原料,原材料成本仅为哈氏合金的四分之一。传统哈氏合金作为镍基合金,镍含量超过50%,还含有钼、钨、钴等贵金属,导致其价格居高不下。而铁基合金通过创新配方设计,将铁元素占比提升至60%以上,同时保持了优异的综合性能,为超导带材大规模产业化应用扫清了成本障碍。
技术突破背后是长期积累的研发实力。中科院理化所团队历时三年攻克多项技术难题,在成分设计、制备工艺等环节取得创新突破。针对传统材料力学性能逼近极限的问题,研究团队通过微观组织调控技术,使铁基合金的强度提升空间较哈氏合金扩大2倍以上。目前,团队已围绕核心技术申请6项发明专利,构建起完整的自主知识产权体系。
该成果对破解行业瓶颈具有战略意义。长期以来,我国高端哈氏合金材料严重依赖进口,虽然近年国产化取得进展,但原材料成本高、性能提升空间有限等问题始终制约产业发展。新型铁基合金基带的问世,不仅打破了国外技术垄断,更为我国超导产业升级提供了关键材料解决方案。据行业报告显示,提升合金基带性能是当前超导材料领域十大亟待突破的科技问题之一。
随着新型基带的产业化应用,我国在高温超导材料领域的国际竞争力将显著增强。目前,研究团队正与多家能源、医疗企业开展合作,推动该材料在核聚变装置、超导磁体、智能电网等领域的示范应用。这项突破性成果的转化,有望带动超导产业链上下游协同发展,为战略性新兴产业注入新动能。











