高温超导带材有了更便宜、更结实的“骨架”

高温超导带材有了更便宜、更结实的“骨架”！中国科学院理化技术研究所经过三年多攻关，成功研制出第二代高温超导带材用铁基合金基带。近期，上海超导科技股份有限公司采用该基带完成了带材制备验证，成功制备出高性能二代高温超导带材。

高温超导带材是一种能在大电流、强磁场下几乎无电阻导电的先进材料，主要用在可控核聚变、超导电力、超导加速器等领域。

过去几十年，超导带材用基带几乎全部采用哈氏合金（C276），C276属于镍基合金，镍元素含量超过50%，还含有约16%的钼、3%的钨、2.5%的钴等有色金属元素，廉价的铁元素仅占5%，使得C276材料的原材料成本居高不下。在近30年的开发应用中，基于C276基带的带材力学性能已经接近其极限。

针对这一难题，中国科学院理化技术研究所李来风研究员、师莉研究员团队，联合首钢技术研究院和北京北冶新材料公司，从铁基合金入手，用3年多时间研发出DW01基带，主要成分是常见的铁，原材料成本仅为C276基带的四分之一。

上海超导公司采用理化所研制的铁基合金基带经过多种工艺反复迭代，于今年5月，在12毫米宽铁基合金基带上成功制备出镀银超导带材，获得77 K温度下、零场下647安培临界电流的验证结果，表明新型铁基合金基带已满足高性能超导带材的制备要求。

DW01基带在性能和成本两个维度上均实现了突破。在超导带材性能上，用DW01基带制备的超导带材在20 K下，屈服强度超过1400 MPa，4.2 K时，屈服强度接近1500 MPa，较相同工艺下用哈氏合金基带制备的超导带材有大幅提高。

更为关键的是，带材在形变下的表现：新型铁基合金基带超导带材在77 K自场条件下，0.6%拉伸应变下，临界电流衰减小于10%，作为对照，用哈氏合金基带制备的超导带材，在同等应变水平下临界电流衰减则超过50%。而且相对磁导率和电阻率均低于哈氏合金。

在成本方面，新型铁基合金基带的成分主要为铁元素，基带的原材料成本仅为C276合金的四分之一。围绕新型铁基合金基带的成分设计和制备工艺，团队已申请发明专利6项，形成了自主知识产权体系。

来源：科创中国