第二代高溫超導帶材，由于其更高的臨界溫度、臨界電流密度、更好的在場載流性能等優勢，在可控核聚變、超導電力等強磁強電領域有廣闊的應用前景。

在第二代高溫超導帶材結構中，金屬基帶層(簡稱“基帶”)是整個帶材的“基石”，為緩沖層和超導層提供生長基底，其材料一般選用哈氏合金，厚度僅為0.05mm，寬度12mm，長度大于1000mm。目前基帶主要被國外相關公司壟斷，其進口價格高昂。

第二代高溫超導帶材的結構示意圖

為了實現第二代高溫超導帶材基帶的國產化應用，理化所低溫科學與技術全國重點實驗室低溫材料及應用超導研究中心自2021年開始探索新型廉價基帶研發，2023年與北京北冶功能材料有限公司（簡稱“北冶公司”）合作，并簽訂基帶研發、生產以及推廣合作協議。同時，聯合國內第二代高溫帶材生產單位上海超導、上創超導和中色創新研究院-松山湖材料實驗室高溫超導聯合工程中心，開展金屬基帶國產化性能驗證工作。

2025年3月，理化所與北冶公司聯合攻關，成功自主研發生產出千米級金屬基帶，并與上創超導緊密合作開展性能驗證工作。通過精準成分設計、優化冶煉和軋制工藝參數、精密全流程組織，生產出千米級金屬基帶,其表面粗糙度達到30nm（50x50um范圍），強度級別達到1600MPa，厚度（0.05mm）精度和直線度等關鍵指標符合供貨水平，滿足高溫超導生產工藝要求。

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理化所和北冶公司的科研人員正在檢查軋輥（左圖）及基帶表面（右圖）

理化所聯合北冶公司開發生產的千米級基帶

近日，上創超導公司采用理化所/北冶公司聯合開發的國產基帶制備出的超導帶材，其臨界電流達到600-850A（77K），已接近采用常規進口基帶制備的二代高溫超導帶材臨界電流水平700-900A（77K），為二代高溫超導帶材基帶的國產化應用邁出了重要一步。

臨界電流性能測試結果

未來，理化所將聯合北冶公司、中色創新研究院-松山湖材料實驗室高溫超導聯合工程中心繼續攻關，針對PLD、MOCVD和MOD三種二代帶材制備工藝，采取定制化基帶設計和生產，進一步提高基帶性能，降低基帶成本，為二代高溫超導材料發展貢獻力量。