科技日報記者 陸成寬
記者4日從中國科學院電工研究所獲悉，該所科研人員開發出一種鐵基超導線材制備新技術，成功制備出新型高載流鐵基超導線材，其載流性能指標創下新紀錄。相關研究成果在線發表于《先進材料》雜志。
鐵基超導材料具有磁場耐受性強、穩定性高、制備成本低等優勢，在下一代高能粒子加速器、可控核聚變裝置及高場磁共振成像系統等領域展現出廣泛的應用潛力。這種材料要在強磁場環境中實現實際應用，關鍵在于制造出能承載極高電流的鐵基超導線材。
“提高超導線材的載流能力，通常需在其內部構造大量納米尺度的磁通釘扎中心。但由于高溫超導體多屬非金屬脆性材料，在鐵基超導中引入高密度位錯缺陷作為釘扎中心，長期以來面臨重大技術挑戰。”論文通訊作者、中國科學院電工研究所研究員馬衍偉說。
針對該難題，研究團隊創新提出“非對稱應力場”調控策略，采用規模化擠壓成形技術，協同調控靜水壓力與剪切應力，成功在脆性超導晶格中誘導出高密度、有序排列的位錯結構，形成高效磁通釘扎中心，顯著提升了材料在強磁場下的電流承載能力。
實驗結果表明，該材料性能實現巨大突破，在中等強度磁場下，其臨界電流密度顯著超越以往最高水平；在極強磁場下，性能提升更為顯著，達到原來的數倍，創下鐵基超導線材載流性能的世界新紀錄。
馬衍偉指出，這項研究突破了在非金屬脆性材料中引入高密度位錯的技術瓶頸，提出了一種可推廣應用于多種剛性材料的位錯構建新方法，為發展低成本、高性能鐵基超導線材提供了全新路徑。
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