在北京市科技計劃、科技部“973”、國家自然科學(xué)基金等項目的支持下，中科院電工研究所馬衍偉研究員帶領(lǐng)科研團隊近日成功研制出國際首根100米量級鐵基超導(dǎo)長線。這一成果開創(chuàng)了鐵基超導(dǎo)材料從實驗室研究走向產(chǎn)業(yè)化進程的里程碑，標(biāo)志著我國在鐵基超導(dǎo)材料技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)走在了世界最前沿。
鐵基超導(dǎo)體自2008年被發(fā)現(xiàn)后，由于其上臨界磁場最大可超過100特斯拉，并且在高磁場下仍能保持超導(dǎo)無損傳輸和高載流密度的特性，使它迅速成為國際超導(dǎo)領(lǐng)域爭相競逐的研究熱點。目前世界上美、日、歐等國家的鐵基超導(dǎo)線制備還處于米級水平，如何突破百米級高性能鐵基超導(dǎo)長線制備技術(shù)是其規(guī)模應(yīng)用關(guān)鍵，也是當(dāng)前國際鐵基超導(dǎo)體發(fā)展的重大技術(shù)難點。
電工所馬衍偉團隊于2008年在國際上研制出首根鐵基超導(dǎo)線材后，隨后在鐵基超導(dǎo)材料的成相物理化學(xué)、元素摻雜、線帶材成材、熱處理工藝、微觀結(jié)構(gòu)等方面開展了大量研究，掌握了采用成本較低的粉末裝管法制備高性能鐵基超導(dǎo)線帶材的一整套關(guān)鍵技術(shù)，并在鐵基超導(dǎo)線帶材的載流性能方面一直保持國際領(lǐng)先水平，擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)。
在此基礎(chǔ)上，該團隊開展了鐵基超導(dǎo)線材規(guī)�；苽涔に嚨奶剿餮芯浚ㄟ^對超導(dǎo)長線的結(jié)構(gòu)設(shè)計和加工技術(shù)的試驗優(yōu)化，成功解決了鐵基超導(dǎo)線規(guī)模化制備中的均勻性、穩(wěn)定性和重復(fù)性等技術(shù)難點，最終制備出了長度達到115米的(Sr,K)Fe2As2鐵基超導(dǎo)長線，經(jīng)測試其載流性能表現(xiàn)出良好的均勻性和較弱的磁場衰減特性，在10特斯拉高磁場下的臨界電流密度超過12000安培每平方厘米。這一重大突破性成果表明我國已率先掌握了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的鐵基超導(dǎo)長線制備技術(shù)，為其在強電領(lǐng)域的實用化和產(chǎn)業(yè)化奠定了堅實基礎(chǔ)。
鐵基超導(dǎo)材料在工業(yè)、醫(yī)學(xué)、國防等諸多領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，如核磁共振成像儀、高場磁體、電纜、電機、變壓器、限流器、儲能等，被《科學(xué)》雜志認為是目前最具有發(fā)展前景的新型高溫超導(dǎo)體之一，產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿Σ豢上蘖�。未來，中科院電工所將進一步優(yōu)化長線的制備工藝，繼續(xù)提高超導(dǎo)芯的載流性能，從而不斷降低超導(dǎo)線的成本，最終為我國超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)鏈的創(chuàng)新發(fā)展和產(chǎn)業(yè)升級提供新的動力。