中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心坐落于安徽省合肥市风景秀丽的科学岛，2008年4月30日经中国科学院批准成立，依托中国科学院合肥物质科学研究院管理（科发人教字〔2008〕133号），其前身是2005年12月20日成立的“合肥强磁场科学技术研究中心”。中心目标：发展强磁... 更多简介 +
稳态强磁场实验装置（Steady High Magnetic Field Facility，简称SHMFF）是国家发改委支持的“十一五”国家重大科技基础设施。SHMFF法人单位是中国科学院合肥物质科学研究院，共建单位是中国科学技术大学。各项任务以中国科学院强磁场科学中心为依托完成... 更多简介 +
近日，稳态强磁场实验装置（SHMFF）用户中国科学院电工研究所马衍伟团队与与北京科技大学、中国科学院物理研究所、中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心、国家纳米科学中心等单位合作，提出一种基于非对称应力场的高密度磁通钉扎中心构建策略，显著提升了铁基超导线材的载流性能，相关研究成果以“Asymmetric Stress Engineering of Dense Dislocations in Brittle Superconductors for Strong Vortex Pinning”为题，发表于《先进材料》(Advanced Materials)。SHMFF所属水冷磁体WM5，为该研究在强磁场环境下的性能验证与策略优化提供了重要的实验基础和技术支撑。
铁基超导材料具有上临界场高、各向异性小、制备成本低等优点，在下一代高能粒子加速器、可控核聚变装置及高场磁共振成像系统等领域具有独特的应用优势。高载流性能铁基超导线材是实现上述高场强电应用的基础。为获得高载流性能，需构建高密度纳米级磁通钉扎（磁通线被束缚的状态）中心。由于高温超导体普遍为非金属材料，具有本征脆性，在铁基超导体中引入高密度位错作为钉扎中心极具挑战。
针对上述问题，电工研究所马衍伟研究员团队提出了一种基于非对称应力场的高密度磁通钉扎中心构建策略，显著提升了铁基超导线材的高场载流性能。该研究采用规模化挤压成形技术，实现了静水压力与剪切应力的协同调控，促使刚性晶格发生局部滑移与扭转，诱导出高密度位错，并进一步通过热处理优化实现了位错的有序排列，最终形成高效磁通钉扎网络，显著增强了强磁场下的磁通钉扎力。采用新策略制备的铁基超导线材临界电流密度（Jc）大幅提升，其中10 T的Jc从此前报道最高值1.5×105 A/cm2提升至4.5×105 A/cm2，30 T的Jc提高了5倍达到2.1×105 A/cm2，创造了铁基超导线材载流性能新纪录。研究团队为了验证该铁基超导线材在高场下的载流能力，需通过30 T以上的稳态强磁场进行强电传输测试。SHMFF是国内唯一能同时满足“大电流、大口径、强磁场”三大关键测试条件的平台，为该研究提供了不可替代的支撑作用。
该研究突破了在非金属脆性晶格中引入高密度位错的技术瓶颈，提出了一种可推广应用于刚性材料的位错构建通用方法，为发展低成本、高性能铁基超导线材开辟了全新路径。
此项工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院先导项目的支持。
文章链接：https://doi.org/10.1002/adma.202513265
图. 25-33 T强磁场下传输电流测试
（信息来源：中国科学院电工研究所官网）
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