高载流铁基超导线材制备成功

记者近日从中国科学院电工研究所获悉，该所科研人员开发出一种铁基超导线材制备新技术，成功制备出新型高载流铁基超导线材，其载流性能指标创下新纪录。相关论文在线发表于《先进材料》。

铁基超导材料具有磁场耐受性强、稳定性高、制备成本低等优势，在下一代高能粒子加速器、可控核聚变装置及高场磁共振成像系统等领域展现出巨大应用潜力。而这种材料要在强磁场环境中实现实际应用，关键要制造出能承载极高电流的铁基超导线材。

“提高超导线材的载流能力，通常需在其内部构造大量纳米尺度的磁通钉扎中心。但由于高温超导体多属非金属脆性材料，在铁基超导中引入高密度位错缺陷作为钉扎中心，长期以来面临着重大技术挑战。”论文通讯作者、中国科学院电工研究所研究员马衍伟说。

针对该难题，研究团队创新提出“非对称应力场”调控策略，采用规模化挤压成形技术，协同调控静水压力与剪切应力，成功在脆性超导晶格中诱导出高密度、有序排列的位错结构，形成高效磁通钉扎中心，显著提升了材料在强磁场下的电流承载能力。

实验结果表明，该材料性能实现重大突破，在中等强度磁场下，其临界电流密度显著超越以往最高水平；在极强磁场下，性能提升更为显著，达到原来的数倍，创下铁基超导线材载流性能的新世界纪录。

马衍伟认为，这项研究突破了在非金属脆性材料中引入高密度位错的技术瓶颈，提出了一种可推广应用于多种刚性材料的位错构建新方法，为发展低成本、高性能铁基超导线材提供了全新路径。