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明确稀土钡铜氧从“能用”到“好用”路线日,中国科学院物理研究所正式发布《2025年度REBCO高温超导带材战略研究报告》。这是国际首个聚焦高温超导带材发展的战略研究报告,全面梳理了稀土钡铜氧(REBCO)高温超导带材在全球范围内的研发、产业化与应用现状,并首次凝练提出了该领域亟待解决的“十大关键科学技术问题”,为推动高温超导材料实现大规模应用提供了清晰路线图。
然而,传统超导材料通常需要在极低的液氦温度(-269℃)下工作,制冷成本高昂且依赖稀缺的氦资源,这限制了其大规模应用。过去几十年里,该材料的应用局限于大型科研装置和高端医疗设备等少数领域。REBCO高温超导材料的出现改变了这一局面。该材料的临界温度高于液氮温区(-196℃),制冷成本显著降低,同时在高磁场下仍能保持优异的电流承载能力,为实现更广泛的实际应用奠定了基础。
“具体而言,针对超导层,需优化内部结构以增强其在磁场中的载流能力;围绕基带、缓冲层和保护层,要着力改善强度与韧性的平衡、结构传导效率以及层间界面结合等问题;同时,必须发展可规模化、一致性高的制备工艺,实现带材的低成本、批量稳定生产,从而满足各领域日益增长的规模化应用需求。”中国科学院物理研究所副所长程金光说。
值得关注的是,报告还首次系统凝练出阻碍REBCO带材走向大规模应用的十大关键科学技术问题。“这十大关键问题源自我们对从研发到应用的全链条深入调研。我们通过逐层剖析REBCO带材的结构,找出每一层材料的性能瓶颈与层间匹配难点;同时对照核聚变、超导电网等国家重大需求,分析现有材料与实际应用之间的差距,从而明确了从‘能用’到‘好用’所需攻克的具体方向。”中国科学院物理研究所所长方忠院士说。