電工所研制出國際第一根10米量級鐵基超導長線

文章來源：電工研究所                       發布時間：2015-07-06  

中國科學院電工研究所馬衍偉研究組在科技部“973”、北京市科技計劃等項目的支持下，采用傳統的粉末裝管法，成功研制出國際第一根10米量級的高性能122型鐵基超導長線，實現了鐵基超導線帶材領域的新突破。這一成果在新型鐵基超導材料規模化制備中具有里程碑式的意義。

鐵基超導體是2008年發現的新型超導材料，是繼發現于1986年的銅氧化物超導體之后的第二個高溫超導體系，其上臨界磁場最大能夠超過100特斯拉，并具有較小的各向異性，在高場領域具有獨特的應用優勢，被《科學》雜志認為是目前最具有發展前景的新型高溫超導體之一。在實際應用中，需要將超導體制備成線帶材進行電流傳輸或磁體繞制，因此，研發高載流性能的超導線材及其規模化制備技術，是實現鐵基超導材料強電應用的關鍵。

馬衍偉課題組在國際上研制出首根鐵基超導線材，繼而又攻克了系列關鍵工藝難題，不斷提高鐵基超導線帶材的傳輸載流性能。2014年制備的122型鐵基超導帶材傳輸電流性能在4.2K/14T下，達到十萬安培每平方厘米，標示著我國已率先邁入實用化門檻，這也是目前各類鐵基超導線帶材中傳輸電流性能的最高紀錄[Scientific Reports?4 (2014) 6944?]。最近，該研究組在鐵基超導線帶材的低成本制備方面也取得了新進展，開發出采用純銅作為包套材料的高性能122型超導帶材，該工作發表于近期的Scientific Reports?5 (2015) 11506?。與傳統的銅導線相比，相同橫截面積超導帶材的載流能力是銅導線的幾百倍。

　　在獲得優質短樣的基礎上，實現高性能長線的制備是新型鐵基超導材料走向大規模應用的必由之路，也是其重大技術難點之一。該課題組通過對制備過程中涉及的相組分與微結構控制、界面復合體均勻加工等關鍵技術的系統研究，最終成功研制出長度達11米的高性能122型鐵基超導長線，其傳輸電流性能在10特斯拉的磁場下超過18400安培每平方厘米，從而為后續的產業化生產奠定了堅實基礎。這一成果在美國應用超導大會、日本國際超導會議等多個國際會議上報道后引起了廣泛關注，被譽為是鐵基超導材料實用化進程中的里程碑，并于近日在超導專業期刊Physica C上關于鐵基超導線帶材的綜述文章“Development of high-performance iron-based superconducting wires and tapes”中進行了詳細闡述[Physica C?516 (2015) 17]。