近日，中国科学院金属研究所戎利建研究员团队利用自主研发的纯净化制备技术，突破了可控核聚变用第二代高温超导带材用金属基带技术瓶颈，成功实现了高纯净吨级哈氏合金(C276)金属基带的工业化制备。
中国科学院金属研究所制备的千米级基带
可控核聚变装置被誉为“人造太阳”，是人类探索未来清洁能源的重要方向。第二代高温超导带材(REBCO)被视为可控核聚变中“超级磁体”的核心材料，缺乏它，便难以制造出能够约束上亿度等离子体的强大磁场。我国二代高温超导材料的制备和应用居国际前列，但用于制备该带材的金属基带主要采用哈氏合金(C276)制造，仍依赖进口，不仅价格昂贵，而且供货时间难以保证。金属基带作为缓冲层和超导层生长的衬底，其作用如同盖房时打下的地基——超导材料需要一层一层地“生长”在这一基带上。它不仅为超导带材提供了必要的机械强度和变形能力，更是整个超导结构得以稳定成型的基础。
该团队炼出的超纯合金中，碳、锰、硫、磷、氧、氮元素含量均低于进口同类材料。另外材料的纯净度各项指标均达到了进口材料水平，个别指标优于进口材料。
研究团队攻克了基带加工过程中的关键技术难题，成功将C276合金轧制成厚度仅0.046毫米(约为头发丝直径的一半)、宽度12毫米、长度超2000米的超长超薄金属基带，基带表面粗糙度小于20纳米，光洁如镜。该材料在液氮温度下的抗拉强度大于1900MPa，相当于在指甲盖大小的面积上可承受190吨的重量。即便经过900摄氏度高温持续加热5分钟并冷却至室温，其抗拉强度仍保持在1200MPa以上，表现出优异的热稳定性和力学性能。
