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中國“人造太陽”關鍵核心材料實現國產工業化製備

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2025-10-28 14:17 | 稿件來源:香港中通社

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香港中通社10月28日電  中國在可控核聚變關鍵材料領域取得重要進展。據中國科學院金屬研究所28日消息,近日,該研究所戎利建研究員團隊利用自主研發的純淨化製備技術,突破了可控核聚變用第二代高溫超導帶材用金屬基帶技術瓶頸,成功實現了高純淨噸級哈氏合金(C276)金屬基帶的工業化製備。

圖為中國科學院金屬研究所製備的千米級基帶  圖源:中國科學院金屬研究所

可控核聚變裝置被譽為“人造太陽”,是人類探索未來清潔能源的重要方向。第二代高溫超導帶材(REBCO)被視為可控核聚變中“超級磁體”的核心材料,缺乏它,便難以製造出能够約束上億度等離子體的強大磁場。

中國二代高溫超導材料的製備和應用居國際前列,但用於製備該帶材的金屬基帶主要採用哈氏合金(C276)製造,仍依賴進口,不僅價格昂貴,而且供貨時間難以保證。金屬基帶作為緩衝層和超導層生長的襯底,其作用如同蓋房時打下的地基——超導材料需要一層一層地“生長”在這一基帶上。它不僅為超導帶材提供了必要的機械強度和變形能力,更是整個超導結構得以穩定成型的基礎。

在這項研究中,研究團隊通過自主研發的純淨化製備技術,成功實現了高純淨度C276合金的噸級工業化製備。同時,團隊攻克了超薄超長基帶加工的技術難關,將合金軋製成厚度僅0.046毫米、寬度12毫米、長度超2000米的帶狀材料,表面光滑如鏡,粗糙度小於20納米。該材料在液氮溫度下強度超高,相當於指甲蓋大小面積能承受約19噸重量,且經高溫處理後仍保持優異性能。

中國科學院金屬研究所製備基帶的表面粗糙度(AFM標準50×50um)Ra=19nm。圖源:中國科學院金屬研究所

目前,自主製備的C276已在多家企業完成驗證,並成功製備出性能達國際水平的高溫超導帶材,應用於相關科技項目。(完)

【編輯:彭玉婷】

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