铁基超导带材应用基础研究取得重要进展

　　在973计划 “新型高温超导材料和物理研究”项目支持下，中国科学院电工研究所马衍伟课题组采用机械压制新工艺，研制出临界超导电流超过10万安培每平方厘米（4.2 K, 10 T）的Sr-122型铁基超导线带材，标志着我国Sr-122型铁基超导材料跨入了实用化门槛，并为下一步铁基长线规模化制备奠定了坚实基础。

　　 该课题组在2008年研制出国际首根铁基超导线材后，通过对金属包套材料，机械加工和热处理工艺，掺杂改性，以及织构取向的系统研究，不断提高铁基超导线带材的临界电流密度。经过多年积累，课题组通过制备高质量的前驱粉，并将热压工艺引入铁基超导带材的制备，显著提高了超导芯的致密度并有效消除了其中的微裂纹，将Sr-122铁基超导带材的传输临界电流密度大幅度提高至5.1万安培每平方厘米 (4.2 K, 10 T)，该成果在2014年3月发表于Scientific Reports 4, 4465 (2014)。随后，进一步优化压制工艺，实现对材料微观结构的调控以及高质量超导相的优化，制备出具有高致密度的织构化Sr-122铁基超导带材，其传输临界电流首次突破了10万安培每平方厘米 （4.2 K, 10 T）的实用化水平，相关工作发表于Appl. Phys. Lett. 104, 202601 (2014)。目前课题组正在努力实现该类超导带材的多芯制备和长带化, 为真正实现铁基超导材料在强磁场和能源方面的应用奠定基础。

 图1 采用新工艺制备的Sr-122单芯铁基超导带材、7芯和19芯Sr-122多芯铁基超导带材的传输临界电流的磁场特性。其中所研制的Sr-122单芯带材在4.2K、10 T下的临界电流密度达到了105 A/cm2的最高水平。数据来源：Appl. Phys. Lett. 104, 202601 (2014)