光明网讯（记者宋雅娟）近日，记者从中国科学院理化技术研究所获悉，经过三年多攻关，该所成功研制出第二代高温超导带材用铁基合金基带。上海超导科技股份有限公司采用该基带完成了带材制备验证，成功制备出高性能二代高温超导带材。

第二代高温超导带材用铁基合金基带

  第二代高温超导带材因其具有更高的临界温度、更高的临界电流密度以及更优的在场载流性能，在可控核聚变、超导电力、超导加速器等强磁强电领域具备广阔的应用前景。其多层结构中，位于最底部的金属基带层作为整条带材的“骨架”，担负力学承载的核心功能，使带材能够承受绕制、弯曲和冷热循环等加工与服役应力。

第二代高温超导带材结构示意图

  当前，超导带材用基带几乎全部采用哈氏合金（C276），我国该材料长期依赖进口，虽然近年来国产化已取得阶段性突破，但仍面临原材料成本高、力学性能接近极限等突出问题。C276属于镍基合金，镍元素含量超过50%，还含有约16%的钼、3%的钨、2.5%的钴等有色金属元素，廉价的铁元素仅占5%，使得C276材料的原材料成本居高不下。同时，在近30年的开发应用中，基于C276基带的带材力学性能已经接近其极限。

  2026年1月，中国科学院物理研究所发布的《2025年度REBCO高温超导带材战略研究报告》将“如何大幅提升合金基带的屈服强度与疲劳耐受性以满足高场应用”列为高温超导带材亟待解决的十个关键科学技术问题之一。研究表明，现有C276合金基带制备的超导带材，其屈服强度和应变耐受性在低温下不能满足未来40 T级以上极高场磁体的要求，亟须探索综合力学性能更优的新型基带材料，在提升低温屈服强度的同时，增强超导层的应变耐受能力，以支撑高温超导带材在极高场磁体中的可靠应用。

  中国科学院理化技术研究所低温科学与技术全国重点实验室低温材料及应用超导研究中心根据高场应用对基带性能的需求，从低温力学性能、应变耐受性等关键指标出发，并基于多年低温高强高韧钢开发的基础，开展了新型铁基合金基带的成分设计与研发工作。理化所李来风、师莉研究团队与首钢技术研究院、北京北冶新材料股份有限公司合作，研发出新型铁基合金基带（代号“DW01”）。上海超导公司采用理化所研制的铁基合金基带经过多种工艺反复迭代，于2026年5月在12毫米宽铁基合金基带上成功制备出镀银超导带材，获得77 K温度下、零场下647安培临界电流的验证结果，表明新型铁基合金基带已满足高性能超导带材的制备要求。

基于四引线法测试的临界电流结果

  DW01基带在性能和成本两个维度上均实现了突破。在超导带材性能上，用DW01基带制备的超导带材在20 K下，屈服强度超过1400 MPa，4.2 K时，屈服强度接近1500 MPa，较相同工艺下用哈氏合金基带制备的超导带材有大幅提高。更为关键的是带材在形变下的表现：新型铁基合金基带超导带材在77 K自场条件下，0.6%拉伸应变下，临界电流衰减小于10%，作为对照，用哈氏合金基带制备的超导带材，在同等应变水平下临界电流衰减则超过50%。而且相对磁导率和电阻率均低于哈氏合金。

  在成本方面，新型铁基合金基带的成分主要为铁元素，基带的原材料成本仅为C276合金的四分之一。围绕新型铁基合金基带的成分设计和制备工艺，团队已申请发明专利6项，形成了自主知识产权体系。

  基于DW01基带的超导带材展现出优异的高场应用潜力，而更低的基带成本也使其在高温超导行业快速扩张的背景下具备显著竞争优势。目前基带厚度精度、表面质量和直线度等关键指标均达到供货水平，满足高温超导带材生产工艺要求。铁基合金基带超导带材的成功制备，为高温超导带材基带的国产化开辟了新的途径。