近日，中國科學院電工研究所研究員馬衍偉團隊在《先進材料》發表論文，提出一種可大幅度提升低成本粉末裝管法鐵基超導線材的高場載流性能的新策略。
AI制圖。鐵基超導材料具有上臨界場高、各向異性小、制備成本低等優點，在下一代高能粒子加速器、可控核聚變裝置及高場磁共振成像系統等領域具有獨特的應用優勢。高載流性能鐵基超導線材是實現上述高場強電應用的基礎。為獲得高載流性能，需構建高密度納米級磁通釘扎（磁通線被束縛的狀態）中心。由于高溫超導體普遍為非金屬材料，具有本征脆性，在鐵基超導體中引入高密度位錯作為釘扎中心極具挑戰。
針對上述問題，研究團隊通過施加非對稱應力場，實現了靜水壓力與剪切應力的協同調控，在鐵基超導線材中成功構建了超高密度納米級位錯陣列，作為有效釘扎中心顯著增強了強磁場下的磁通釘扎力，使鐵基超導線材臨界電流密度大幅提升，其中10特斯拉磁場下鐵基超導線材臨界電流密度達到4.5×105A/cm2，是此前報道最高值的3倍，在30特斯拉下仍保持2.1×105A/cm2，創造了鐵基超導線材載流性能新紀錄。
“這為鐵基超導材料磁通釘扎提供了新手段，為其他剛性功能材料中位錯結構調控提供了新途徑。有望成為一種高性價比的鐵基超導線材規模化制備方法。”馬衍偉說。
該研究由馬衍偉團隊和北京科技大學、中國科學院物理研究所、中國科學院合肥物質科學研究院、國家納米科學中心等多家院校單位合作完成。
相關論文信息：https://doi.org/10.1002/adma.202513265
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