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🔥 高温超导带材核心"骨架"实现国产化,成本直降75%,可控核聚变商业化进程有望加速

一、突破"卡脖子"的关键一步

高温超导带材,被称为超导领域的"皇冠上的明珠"。它能在液氮温度下实现零电阻输电,是可控核聚变、超导电网、磁悬浮列车的核心材料。然而,长期以来,其"骨架"——基带——几乎全部依赖进口。中国科学院理化技术研究所科研团队经过三年多攻关,成功研制出铁基合金基带(DW01),原材料成本仅为传统哈氏合金C276基带的四分之一。这一突破,意味着我国在高温超导带材核心材料自主可控上迈出了决定性一步。成本下降四分之三,不只是数字的变化,更是产业链安全的质的飞跃。

高温超导带材的结构犹如一根"千层饼":最外层是保护涂层,中间是超导层,最底层就是基带。基带虽然只占带材总成本的约10%,却决定了整个产品的机械强度和使用寿命。过去几十年,全球高温超导带材的基带几乎全部采用哈氏合金(C276),这种合金含有超过50%的镍、钼、钨、钴等稀有金属,原材料价格高昂且供应受制于人。理化所李来风研究员和师莉研究员团队另辟蹊径,从铁基合金入手,攻克了成分偏析、加工硬化、表面质量控制等一系列技术难题,最终开发出DW01铁基合金基带。

二、性能更强,成本更低

便宜只是第一步,关键还要好用。今年5月,上海超导科技股份有限公司用DW01基带成功制备出产品级超导带材。测试结果显示,新基带制备的超导带材在关键性能指标上显著优于传统哈氏合金基带产品。具体来说,DW01基带的磁性能和电阻性能更优,有助于降低超导带材在实际使用中的能量损耗。同时,新基带更耐用,不容易在弯折或受力时损坏超导层,这意味着超导电缆在实际铺设中的可靠性大幅提升。

更令人振奋的是,DW01基带的厚度精度和表面质量等关键指标已达到供货标准,可满足工业化生产要求。团队目前已围绕DW01基带的成分和制作方法申请了6项发明专利,构建了较为完善的知识产权保护体系。业内专家认为,这一突破将大幅降低我国在可控核聚变、超导电力等领域的材料成本,为超导技术的规模化商业应用扫清关键障碍。

三、从实验室到产业化

高温超导带材的主要应用领域包括可控核聚变装置中的超导磁体、超导电力电缆、超导故障电流限制器等。以可控核聚变为例,ITER(国际热核聚变实验堆)和我国"人造太阳"EAST装置都需要大量高温超导带材。目前,全球高温超导带材市场规模约数十亿美元,且随着核聚变商业化进程加速,需求正快速增长。DW01基带的量产,将使我国在这一高速增长的市场中占据更有利的地位。

上海超导科技作为国内高温超导带材的龙头企业,已率先完成DW01基带的产品验证。公司方面表示,后续将加大产能建设,满足下游客户日益增长的需求。与此同时,首钢技术研究院和北京北冶新材料公司也在积极推进DW01基带的规模化生产。业内预测,随着铁基合金基带的全面替代,我国高温超导带材的综合成本有望再下降30%以上,这将极大推动超导技术在能源、交通、医疗等领域的普及应用。

综合科技日报、证券时报报道 | 2026年9月3日