據報道,中科院電工研究所研究員馬衍偉,帶領科研團隊成功研制出世界首根100米量級鐵基超導長線。這一成果創造了鐵基超導材料從實驗室走向產業化。業內專家表示,這一成果表明我國已率先掌握了具有自主知識產權的鐵基超導長線制備技術,為其在強電領域的實用化和產業化奠定了堅實的基礎。
馬衍偉手中的100米量級鐵基超導長線
簡介
馬衍偉,中國科學院電工研究所研究員,博士生導師,國家杰出青年基金獲得者,中科院“百人計劃”入選者,“新世紀百千萬人才工程”國家級人選。1996年畢業于清華大學,獲得工學博士學位。曾先后在日本東北大學金屬材料研究所、筑波國立材料研究所和法國科學院工作過6年。長期從事超導材料、納米能源材料以及強磁場下新型功能材料合成及其相關物性研究。
超導材料
是指具有在一定的低溫條件下呈現出電阻等于零以及排斥磁力線的性質的材料。現已發現有28種元素和幾千種合金及化合物可以成為超導體。
“超導材料因為沒有電阻,也就沒有損耗,可以節省大量的能源,所以一直是材料領域研究的重點。”馬衍偉說。前些年超導研究非常熱,雖然高溫超導、低溫超導材料都有些應用,但總體而言,由于制備技術、工藝、和成本等原因,超導材料的應用還比較少。
這么小的電流有意義?
2008年后,國際材料學界掀起一股鐵基超導研究熱。馬衍偉敏感地捕捉到這一機會,很快他的團隊就成功研制出轉變溫度達25K的鐵基鑭氧鐵砷線材,這是世界首次將鐵基超導材料加工成超導材料。但是這根線材的傳輸電流為零,說明它是不合格的,此后又做出一些傳輸電流僅為幾安培的線材。
后來在歐洲一個國際會議上作報告,國際應用超導權威專家、美國國家高場實驗室的Larbalestier教授聽完轉身就走,之后馬衍偉找他交流,他給了一句“這么小的電流有什么意義?” 如當頭一棒,這讓馬衍偉倍感壓力。
10米遠遠不夠
2013年初,研究小組將單芯材料進行二次裝管,克服了復合包套多芯結構在成型加工中的諸多困難,最終成功制備出了國際首根高性能鐵銀復合包套的七芯超導線帶材。在此基礎上,于2104年研制出世界上第一根10米鐵基超導材料。
“我們當時很激動,因為這畢竟是第一根10米量級的線帶材料,但是我們也清醒地知道,作為一種新型材料,要達到實用級別,10米遠遠不足以滿足規模化制備需要,它只是一個開始,”馬衍偉說,“對于鐵基超導線材的產業化應用,突破百米量級的長線制備是其中的關鍵點,也是該領域應用研究的重大技術難點。”
百米量級鐵基超導線
每經歷一次失敗,就離成功更近了一步,這是每個科學工作者堅持下去的信念,而馬衍偉也終于在堅持中迎來了成功。“我們通過對超導長線的結構設計和加工技術的試驗優化,解決了鐵基超導線規模化制備中的均勻性、穩定性和重復性等技術難題,最終成功研制出國際上第一根百米量級鐵基超導線。”
說到這些,馬衍偉難掩激動的心情。“這一成果在圈內影響非常大,大家的評價也很高,認為我們邁出了鐵基超導材料產業化的關鍵一步。”但馬衍偉同時清醒地認識到學術就是逆水行舟,不進則退,不能放松。至于什么時候能夠實現產業化,馬衍偉充滿信心又嚴謹地說:“我們必須腳踏實地做好眼前。認準目標后就要堅持,不言放棄。對于任何人而言,執著和勤奮是成功的不二法則。” |