当前，可控核聚变、超高场磁共振等装配都于向更高磁场倡议打击。作为装配“心脏”的超导磁体机能，往往决议了这些装配能于打击极限的路上走多远。通上电流的刹时，超导线圈要蒙受巨年夜电磁力的拉扯。此时，一根看上去不起眼的“金属带子”成为了决议“心脏”蒙受力的要害。

这根“带子”就是超导带材的“金属基带”。它比如超导线圈的“脊梁”，易碎的超导体附着其上。假如“脊梁”不敷坚韧，超导体没法得到不变电流，超导磁体就不克不及于极限情况中不变事情。

已往几十年，这根“脊梁”险些都用一种入口合金——哈氏合金（C276）来做。它不仅昂贵，并且于极度工况下存于机能软肋。本年1月，中国科学院物理研究所发布的《2025年度REBCO高温超导带材战略研究陈诉》，明确将怎样年夜幅晋升合金基带的屈就强度与疲惫耐受性以满意高场运用，列为高温超导带材亟待解决的十个要害科学技能问题之一。而这个炎天，中国科学院理化技能研究所（如下简称理化所）研究员李来风及师莉领导团队，用近乎廉价的铁基合金倾覆了这一切。

“凭甚么非患上是哈氏合金”

用陶瓷质料做成的超导体易碎，没法绕制成线圈。为把脆性的陶瓷酿成可用的线材，科学家把它做成薄膜，附着于柔韧的金属基带上，形成一条可以像电线同样环绕纠缠成圈的超导带材。

第二代高温超导带材就像“汉堡包”：最底层是约50微米厚的金属基带，相称在最下面的面包片；往上逐层镀上氧化铝、氧化钇、氧化镁等过渡层，相称在夹于中间的辅料；中间是微米级厚度的超导层，相称在焦点的肉饼；最上层镀一层银作为掩护，像顶层的面包片把一切包于内里。

已往几十年，作为底层“面包片”的金属基带，险些全是用美国发现的哈氏合金做的。它是一种镍基合金，耐高温、耐腐化、强度尚可，但因为含有年夜量镍、钼、钨等元素，价格不菲。更要害的是，它于强磁场下受力变形时有致命软肋：应变一旦跨越0.4%，带材的临界电畅通常会进入快速衰减区。这让超高场磁体设计职员束手束脚，用这类基带做出来的带材，设计磁体时不能不预留较年夜的安全裕度，由于带材变形一旦冲破安全界限，载流能力便会迅速降落，影响磁体的不变运行。

常年研究低温质料的李来风对于此铭心镂骨：“我就想欠亨，凭甚么非患上是哈氏合金，用另外合金行不行？”

李来风把心中的设法告诉中国科学院物理研究所研究员赵忠贤。赵忠贤点了颔首：“国产化是甚么？国产化不是纯真仿造外洋的工具，而是研发出中国人本身的工具，不仅能替换入口，还有能把它推广到全球去。”

经由过程调研，他们相识到，20世纪90年月，人们用市场上现成的合金试着做超导基底，试到哈氏合金时感觉机能“还有行”。今后这一起线沿用了近30年，很少有人探究有无更好的质料。

就于李来风夷由要不要用铁基合金做基带时，2023年头，上海超导科技株式会社（如下简称上海超导）董事长马韬敲响了他办公室的门。

“李教员，你们能不克不及帮咱们把基带国产化？做出来，我按入口价买！”马韬满腹苦水。彼时，海内超导带材企业被入口基带“卡住了脖子”，不单贵，供给也不不变。

“那就做。”李来风下了刻意。

“心凉了半截”

基带国产化这件事，李来风决议“两条腿走路”：一条是延续传统线路，将哈氏合金基带技能国产化，把握基带制备的全链条工艺；另外一条是打破既有思绪，从质料低温强韧化机制及运用需求出发，设计一种全新的铁基合金基带。

说干就干。技能卖力人师莉牵头，带着博士生黄一宁等构成团队，全身心扑到铁基合金基带攻关上。“就算这条路走欠亨，也会有科学价值。”面临远景的不确定性，李来风不止一次鼓动勉励各人。

以后，团队一边举行哈氏合金基带的国产化事情并借此买通基带出产线，一边做铁基合金基带研发。

那段时间，师莉与北京北冶新质料株式会社（如下简称北冶）及首钢技能研究院紧密亲密互助，从冶炼、热轧到冷轧，先后颠末十七八道工序，一路探索每一一道工序的参数，用了一年多时间，终究将产线买通。

黄一宁则于李来风的引导下，夯实用铁基合金做基带的理论基础并成立相干低温测试平台。

凭着技能经验，团队设计出4构成分差别的铁基合金。然而，让他们掉落的是，第一构成分的合金拿去铸造时，还没有成形的基带就像苏打饼干同样层层碎开。

直到2024年炎天，他们总举动当作出了几卷像样的铁基合金基带样品。以后，他们把样品送到上海两家超导带材企业。两家企业用该基带制备出超导带材后，测试成果都是“没有电流”。

“一会儿，心凉了半截，我都做好了重新再来的预备。”黄一宁说。他每天于微信上托付企业技能职员再尝尝，险些每一句话后面都要加一个抱拳的心情。

团队没有悲观。他们与北冶技能职员降向冬等重复会商，优化制备工艺，盼着下一次送去的样品能有个好成果。

起色

到2025年3月，团队原本规划的“两条腿走路”里的一条已经经走通，乐成将哈氏合金基带国产化。可是，各人最想霸占的铁基合金基带仍旧没有进展。

于团队研制铁基合金基带的历程中，赵忠贤一直存眷着这支团队。2025年11月，于一次在四川成都进行的小型钻研会上，赵忠贤说：“只有氧化铝层与基带存于直接的氧化物接触，以是氧化铝层最为要害。于建造过渡层时，必需深切研究这一问题。”

李来风把这句话听进去了。回京后，他引导黄一宁从头翻出文献及试验记载，把眼光聚焦到基带与氧化铝过渡层的接壤处，重复比对于哈氏合金与铁基合金的高温镀膜历程。

本年2月，李来风又去东莞松山湖质料试验室，到场了一个只有十几人的高温超导机理钻研会。会上，赵忠贤再次建议他们细心研究基带及氧化铝层的邃密微不雅布局。

会后，李来风领导团队立刻赶往上海，与被业界称为“技能狂”的上海超导总工程师朱佳敏会商。以后，理化所团队与上海超导紧密亲密互助。理化所团队阐发每一一层的镀膜工艺，综合文献数据及试验阐发给出调解标的目的；上海超导则改工艺、调参数，将多种镀膜工艺重复迭代。

本年5月的一天，黄一宁的微信亮了。朱佳敏发来一个演示文档（PPT）。点开，电流那一栏写着“647安培”。

他屏住呼吸，又看了一遍。基在理化所12毫米宽铁基基带做出的镀银超导带材，于零下196摄氏度（77开尔文）、零磁场情况下，临界电流可以到达647安培。他脑海里浮出了3个字——“高机能”。

“第一次冲破就到达了业界中高电流区间，给研发团队巨年夜的鼓动，这证实铁基合金基带彻底可以替换哈氏合金！剩下的就是怎样深化迭代及财产化了。”得悉动静后，李来风兴奋极了。

“挣钱不是最主要的”

机能测试数据一出来，高下立判。

于机能方面，用新型铁基合金基带制备的超导带材于零下253.15摄氏度的液氢温区下，屈就强度跨越1400兆帕，到零下268.95摄氏度的液氦温区时，屈就强度近1500兆帕，较不异工艺下用哈氏合金基带制备的超导带材有很年夜晋升。更要害的是带材于形变下的体现，新型铁基合金基带超导带材于77开尔文、0.6%应变时，临界电流衰减不足10%；作为比照，不异工艺下用哈氏合金基带制备的超导带材，于划一应变程度下临界电流衰减已经跨越50%。

成本方面，新型铁基合金基带的身分重要为铁元素，合金元素成本不到哈氏合金的1/4。

路行至此，团队不仅完成为了哈氏合金基带的国产化验证，也研制出机能更高的铁基合金基带。他们将新型铁基合金基带定名为“DW01”，D及W是“低温”的拼音首字母。缭绕新型铁基合金基带的身分设计及制备工艺，团队已经申请发现专利6项，形成为了自立常识产权系统。

“基带厚度、精度、外貌质量及直线度等要害指标均到达供货程度，满意高温超导带材出产工艺要求，为高温超导带材基带国产化斥地了新路子，并且临界电流指标还有有很年夜晋升空间。”上海超导副董事长洪智勇说。

李来风说，接下来，团队决议从头回到试验室，继承笃志优化铁基合金的身分与制备工艺，进一步提崇高高贵导带材的临界电流及低温力学机能，同时摸索更多技能线路。

“对于咱们来讲，挣钱不是最主要的，最主要的是解决‘没有’的问题。”李来风说，这么多年来，他深受导师洪朝生师长教师的影响，“就喜欢做点儿有挑战性的、国度需要的、‘从0到1’的事”。

对于在这支团队来讲，他们心里有一个配合的信念：“用中国人本身的质料，解决现实运用面对的难题。”（倪思洁）

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