超导材料要实现强电高磁场应用 ， 必须解决限制线材性能的微观机理问题 ， 突破其关键制备技术 ， 从而获得高磁场下高临界电流、高机械强度以及较好的电磁稳定性等特性 。
——马衍伟 中国科学院电工研究所研究员
2月22日 ， 科技日报采访人员从中国科学院高能物理研究所（以下简称高能所）获悉 ， 国际学术期刊《超导科技》发表我国科研人员的一项有关铁基高温超导的最新成果 。
来自高能所和中国科学院电工研究所（以下简称电工所）的研究人员 ， 基于百米铁基超导带材研制的长尺度跑道型线圈 ， 在10特斯拉二极磁场下 ， 实现超过零场环境80%的高载流性能 ， 首次验证了大尺寸铁基超导线圈在高磁场领域应用的可行性 ， 及其载流性能对背景场强相对不敏感的高场应用优越性 。
这是继2016年研制出首根百米级铁基超导带材、2019年完成小尺寸铁基超导螺线管线圈24特斯拉性能验证后 ， 该团队取得的又一重要进展 。
中国科学家走在铁基高温超导研究最前沿
所谓超导 ， 是指某些材料在温度降低到某一临界温度以下时 ， 电阻突然消失的现象 。 具备这种特性的材料称为超导材料 。 超导材料的两个基本性质是零电阻和完全抗磁性 ， 这些不寻常的特性使其在科学研究、信息通讯、能源存储、交通运输、生物医学等领域均有重大的应用前景 。
1968年 ， 美国物理学家麦克米兰根据传统理论计算推断 ， 超导材料的转变温度一般不能超过40开尔文（1开尔文约为-273℃） ， 这个温度也被称为麦克米兰极限温度 。 1986年 ， 两名欧洲科学家发现了以铜为关键组成元素的铜氧化物超导体 ， 很快包括中国科学家在内的研究团队将铜氧化物超导体的临界转变温度提高到液氮温区以上 ， 突破了麦克米兰极限温度 ， 学界将其称为铜基高温超导材料 。
铜基高温超导材料作为一类金属陶瓷材料 ， 加工工艺严苛 ， 综合成本相对较高 。 2008年2月 ， 日本化学家细野在四方层状的铁砷化合物中发现存在转变温度为26开尔文的超导性 ， 但因为没有突破麦克米兰极限温度 ， 还不能确定该材料是否为高温超导材料 。
我国科学家基于在此领域长期的研究经验 ， 敏锐地意识到 ， 类似结构的铁砷化合物中很可能存在更高超导转变温度 。 2008年3月 ， 中国科学技术大学陈仙辉研究组和中国科学院物理研究所（以下简称物理所）王楠林研究组同时在铁基中观测到了43开尔文和41开尔文的超导转变温度 ， 突破了麦克米兰极限温度 ， 证明了铁基超导材料为高温超导材料；随后 ， 物理所赵忠贤研究组利用高压合成技术高效地制备了一大批不同元素构成的铁基超导材料 ， 并创造了55开尔文的铁基超导体转变温度纪录 。
目前 ， 我国科学家走在了铁基超导材料研究国际最前沿 。 “之前的超导理论认为超导性和铁磁性不能共存 ， 而铁基超导材料的发现表明高温超导机理研究还存在巨大的未知空间 。 ”高能所研究员徐庆金说 。
铁基超导材料实用化正“爬坡过坎”
【我国铁基超导材料向高磁场应用迈进】经国际物理学界认可 ， 铁基超导材料正式成为新一类高温超导材料 。 更重要的是 ， 铁基超导材料还具有临界磁场高、各向异性小、晶界临界角大等一系列有利于实用化的优点 。
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