新型高载流铁基超导线材制备成功

记者4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。相关研究成果在线发表于《先进材料》杂志。

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广泛的应用潜力。这种材料要在强磁场环境中实现实际应用，关键在于制造出能承载极高电流的铁基超导线材。

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“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，该材料性能实现巨大突破，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世界新纪录。

马衍伟指出，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。