——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國科學(xué)院辦院方針
語音播報(bào)
鐵基超導(dǎo)具有上臨界場高、各向異性小、制備成本低等優(yōu)點(diǎn),在下一代高能粒子加速器、可控核聚變裝置和高場磁共振成像系統(tǒng)等領(lǐng)域具有應(yīng)用優(yōu)勢。高載流性能鐵基超導(dǎo)線材是實(shí)現(xiàn)上述高場強(qiáng)電應(yīng)用的基礎(chǔ)。為獲得高載流性能,需構(gòu)建高密度納米級(jí)磁通釘扎中心。由于高溫超導(dǎo)體普遍為非金屬材料,具有本征脆性,在鐵基超導(dǎo)體中引入高密度位錯(cuò)作為釘扎中心極具挑戰(zhàn)。
針對(duì)上述問題,中國科學(xué)院電工研究所研究員馬衍偉團(tuán)隊(duì)等提出了基于非對(duì)稱應(yīng)力場的高密度磁通釘扎中心構(gòu)建策略,顯著提升了鐵基超導(dǎo)線材的高場載流性能。該研究采用規(guī)?;瘮D壓成形技術(shù),實(shí)現(xiàn)了靜水壓力與剪切應(yīng)力的協(xié)同調(diào)控,促使剛性晶格發(fā)生局部滑移與扭轉(zhuǎn),誘導(dǎo)出高密度位錯(cuò),并進(jìn)一步通過熱處理優(yōu)化實(shí)現(xiàn)了位錯(cuò)的有序排列,最終形成高效磁通釘扎網(wǎng)絡(luò),增強(qiáng)了強(qiáng)磁場下的磁通釘扎力。采用新策略制備的鐵基超導(dǎo)線材臨界電流密度(Jc)提升,其中10?T的Jc從此前報(bào)道最高值1.5×105?A/cm2提升至4.5×105?A/cm2,30?T的Jc提高了5倍達(dá)到2.1×105?A/cm2,創(chuàng)造了鐵基超導(dǎo)線材載流性能新紀(jì)錄。
上述研究突破了在非金屬脆性晶格中引入高密度位錯(cuò)的技術(shù)瓶頸,提出了可推廣應(yīng)用于剛性材料的位錯(cuò)構(gòu)建通用方法,為發(fā)展低成本、高性能鐵基超導(dǎo)線材開辟了新路徑。
相關(guān)研究成果發(fā)表在《先進(jìn)材料》(Advanced?Materials)上。研究工作得到國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)的支持。該工作由電工所與中國科學(xué)院物理研究所、合肥物質(zhì)科學(xué)研究院、國家納米科學(xué)中心及北京科技大學(xué)等合作完成。
基于非對(duì)稱應(yīng)力場的高密度磁通釘扎中心構(gòu)建策略示意圖
© 1996 - 中國科學(xué)院 版權(quán)所有 京ICP備05002857號(hào)-1 京公網(wǎng)安備110402500047號(hào) 網(wǎng)站標(biāo)識(shí)碼bm48000002
地址:北京市西城區(qū)三里河路52號(hào) 郵編:100864
電話: 86 10 68597114(總機(jī)) 86 10 68597289(總值班室)
© 1996 - 中國科學(xué)院 版權(quán)所有 京ICP備05002857號(hào)-1 京公網(wǎng)安備110402500047號(hào) 網(wǎng)站標(biāo)識(shí)碼bm48000002
地址:北京市西城區(qū)三里河路52號(hào) 郵編:100864
電話: 86 10 68597114(總機(jī)) 86 10 68597289(總值班室)
© 1996 - 中國科學(xué)院 版權(quán)所有
京ICP備05002857號(hào)-1京公網(wǎng)安備110402500047號(hào)
網(wǎng)站標(biāo)識(shí)碼bm48000002
地址:北京市西城區(qū)三里河路52號(hào) 郵編:100864
電話:86 10 68597114(總機(jī))
86 10 68597289(總值班室)