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一、打破三十年技术瓶颈,中国团队交出"答卷"🔥 中科院攻克高温超导带材核心材料,原材料成本降至传统产品四分之一
9月2日,中国科学院理化技术研究所宣布了一项重磅突破:经过三年多技术攻关,该所科研团队成功研制出第二代高温超导带材用新型铁基合金基带,代号"DW01"。这一成果不仅大幅降低了超导带材的原材料成本,更在性能指标上显著优于传统哈氏合金基带,标志着我国在超导带材核心材料自主可控上迈出关键一步。
高温超导带材是一种能在大电流、强磁场下几乎无电阻导电的先进材料,广泛应用于可控核聚变、超导电力、超导加速器等战略领域。它看似一条薄薄的金属带,实则内部层层叠叠,真正导电的超导层极薄,底下必须有一个结实耐用的"底座"——也就是基带。这个基带就像人体的骨架,必须扛得住弯折、拉伸和温度剧烈变化。
过去几十年,全球超导带材领域几乎全部依赖哈氏合金(C276)作为基带材料。这种合金里超过一半是昂贵的镍,还含有钼、钨、钴等稀有金属,铁元素占比仅约5%,原材料成本居高不下。更关键的是,经过近30年技术迭代,哈氏合金的力学性能已逼近极限,难以支撑未来40特斯拉以上超强磁场设备的需求。
二、性能与成本双重突破:为什么这次不一样此次研发出 DW01 基带的团队由李来风研究员、师莉正高级工程师领衔,联合首钢技术研究院和北京北冶新材料公司共同攻关。新基带以常见的铁为主要成分,原材料成本仅为C276基带的四分之一,大幅降低了高性能超导带材的量产门槛。
成本优势之外,性能同样令人瞩目。今年5月,上海超导科技股份有限公司采用DW01基带成功制备出产品级超导带材。在零下196摄氏度的环境和零场条件下,12毫米宽镀银带材的临界电流达到647安培;当带材被拉长0.6%时,DW01基带带材的临界电流仅下降不到10%,而传统C276基带带材的临界电流下降超过50%。这组数据清晰表明:新"骨架"更耐用,不易在弯折或受力时损坏超导层。
此外,DW01基带的磁性能和电阻性能也优于C276基带,有助于降低超导设备运行中的能量损耗。团队已围绕该材料的成分设计与制作方法申请了6项发明专利,厚度精度、表面质量等关键指标均已达到供货标准,具备工业化量产能力。
三、自主可控:从"卡脖子"到"领跑者"长期以来,我国高端哈氏合金超导基带材料高度依赖进口,受制于原材料成本高、力学性能趋近极限、提升空间极小等瓶颈。2026年1月,中科院物理研究所发布的高温超导带材战略研究报告,将"大幅提升合金基带的屈服强度与疲劳耐受性"列为行业十大亟待突破的关键科技问题之一。
此次DW01基带的成功研制,不仅为第二代高温超导带材的国产化开辟了新路径,更以优异的高场性能和显著的成本优势,为我国抢占全球超导产业竞争制高点提供了有力支撑。业内专家指出,这项突破对可控核聚变、超导电力等强磁强电领域的产业化落地具有深远意义。
从"跟着别人走"到"自己造骨架",中国超导材料团队用三年时间证明了:真正的核心技术,买不来、讨不来,只有靠自己拼出来。
综合科技日报、证券时报报道 | 2026年9月3日