我国制备出“人造太阳”关键核心材料

科技日报记者 陆成宽

我国在可控核聚变关键材料领域取得重要进展。记者28日从中国科学院金属研究所获悉，该所科研人员成功制备出第二代高温超导带材核心材料——哈氏合金（C276）金属基带，打破了该材料长期依赖进口的局面，标志着我国在清洁能源关键材料领域迈出重要一步。

可控核聚变装置被誉为“人造太阳”，是人类探索未来清洁能源的重要方向。第二代高温超导带材是建造可控核聚变装置不可或缺的核心材料。没有它，就无法产生足够强大的磁场，来“约束”住高达上亿摄氏度的等离子体。“虽然我国二代高温超导材料的制备和应用已走在国际前列，但制备这种带材所需的C276金属基带，却长期依赖国外进口。这不仅价格昂贵，而且供货时间难以保证。”中国科学院金属研究所研究员戎利建告诉记者。

“这种金属基带，就像是盖房子时的‘地基’。超导层和缓冲层材料必须一层一层地在它上面‘生长’起来。”戎利建形象地说，它既为整个带材提供坚固的“骨架”，保证其在复杂工况下不塑性变形、不断裂，也确保了超导结构的完整与稳定，是整个超导带材性能的根基。

在这项研究中，戎利建团队通过自主研发的纯净化制备技术，成功实现了高纯净度C276合金的吨级工业化制备。“我们制备的C276纯度极高，硫、磷等杂质含量低于进口产品，内部夹杂物数量极低，多项指标达到甚至优于进口材料。”戎利建说。

研究团队攻克了超薄超长基带加工的技术难关，将合金轧制成厚度仅0.046毫米、宽度12毫米、长度超2000米的带状材料，表面光滑如镜，粗糙度小于20纳米。该材料在液氮温度下强度超高，相当于指甲盖大小面积能承受约19吨重量，且经高温处理后仍保持优异性能。

目前，自主制备的C276已在多家企业完成验证，并成功制备出性能达国际水平的高温超导带材，应用于国内相关科技项目。“我们所还和东部超导科技（苏州）有限公司达成了20吨C276基带的框架合作协议，未来我们将继续深化合作，进一步优化制备工艺，推动国产化基带的规模化应用，为我国超导技术发展应用提供有力支撑。”戎利建强调。