中国科学院突破大口径高场超导磁体技术,16.5特斯拉创国内新纪录

2025年11月28日 15:15    发布者:eechina
近日,中国科学院正式宣布,下属电工研究所王秋良院士领衔的科研团队,在大口径高场通用超导磁体技术领域取得里程碑式突破。该团队成功研制出中心磁场强度高达16.5特斯拉(T)、内孔直径达150毫米的大口径高场通用超导磁体,不仅创造了国内同类磁体的最高磁场纪录,更标志着我国在这一关键核心技术领域已跻身国际先进水平。

大口径高场通用超导磁体作为强磁场科学研究的"核心平台",其提供的大空间、高强度磁场环境,是推动前沿科学探索与产业技术革新的关键支撑,在重大科技基础设施建设、高端科学仪器研发、先进医疗设备升级、特种工业装备制造等诸多领域都拥有不可替代的应用价值。长期以来,该类磁体的核心技术与产品被国际少数国家垄断,我国相关领域发展面临诸多限制,此次突破彻底打破了这一局面。

据科研团队介绍,大口径高场超导磁体的研制堪称"在极端环境下造精密仪器"。磁体在低温运行过程中,超导材料需承受冷收缩力、界面应力与巨大洛伦兹力等复杂应力作用,尤其是核心部件铌三锡超导体作为脆性材料,稍有不慎便会损坏,给设计与制造带来巨大挑战。为攻克这一难题,团队经过长期技术攻关,创新采用分层分级电流密度技术与超导相比例调控方法,大幅提升了超导线圈的磁场利用效率与高场稳定性;同时综合运用真空控速扩散热处理、高强度玻纤复合绑扎定向强化、密绕线圈分区真空压力浸渍及微米级高分辨在线精绕控制等一系列新技术,成功解决了大口径高场铌三锡磁体服役中的大应力、高应变难题,使磁体性能实现质的飞跃。

经中国计量科学院第三方权威检测认证,该超导磁体的中心磁场强度、内孔尺寸及运行稳定性等各项核心技术指标均完全达到设计要求,可实现长期稳定运行。尤为重要的是,这一成果从核心设计到关键制造环节均由我国科研人员自主完成,拥有完全自主知识产权,彻底摆脱了对国外技术的依赖。

业内专家指出,此次大口径高场通用超导磁体技术的重大突破,不仅有力提升了我国在超高场科学仪器与大科学装置领域的自主研发能力,更为新材料制备、生物医学研究、可控聚变能源等前沿领域的技术创新提供了坚实支撑。随着该技术的逐步产业化,将进一步推动我国先进医疗设备、特种工业装备等相关产业的升级发展,显著增强我国在全球强磁场技术领域的核心竞争力,为我国实现高水平科技自立自强注入强劲动力。