鐵基超導(dǎo)具有上臨界場高、各向異性小、制備成本低等優(yōu)點，在下一代高能粒子加速器、可控核聚變裝置和高場磁共振成像系統(tǒng)等領(lǐng)域具有應(yīng)用優(yōu)勢。高載流性能鐵基超導(dǎo)線材是實現(xiàn)上述高場強電應(yīng)用的基礎(chǔ)。為獲得高載流性能，需構(gòu)建高密度納米級磁通釘扎中心。由于高溫超導(dǎo)體普遍為非金屬材料，具有本征脆性，在鐵基超導(dǎo)體中引入高密度位錯作為釘扎中心極具挑戰(zhàn)。

針對上述問題，中國科學(xué)院電工研究所研究員馬衍偉團隊等提出了基于非對稱應(yīng)力場的高密度磁通釘扎中心構(gòu)建策略，顯著提升了鐵基超導(dǎo)線材的高場載流性能。該研究采用規(guī)?；瘮D壓成形技術(shù)，實現(xiàn)了靜水壓力與剪切應(yīng)力的協(xié)同調(diào)控，促使剛性晶格發(fā)生局部滑移與扭轉(zhuǎn)，誘導(dǎo)出高密度位錯，并進一步通過熱處理優(yōu)化實現(xiàn)了位錯的有序排列，最終形成高效磁通釘扎網(wǎng)絡(luò)，增強了強磁場下的磁通釘扎力。采用新策略制備的鐵基超導(dǎo)線材臨界電流密度（Jc）提升，其中10?T的Jc從此前報道最高值1.5×105?A/cm2提升至4.5×105?A/cm2，30?T的Jc提高了5倍達(dá)到2.1×105?A/cm2，創(chuàng)造了鐵基超導(dǎo)線材載流性能新紀(jì)錄。

上述研究突破了在非金屬脆性晶格中引入高密度位錯的技術(shù)瓶頸，提出了可推廣應(yīng)用于剛性材料的位錯構(gòu)建通用方法，為發(fā)展低成本、高性能鐵基超導(dǎo)線材開辟了新路徑。

相關(guān)研究成果發(fā)表在《先進材料》（Advanced?Materials）上。研究工作得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項的支持。該工作由電工所與中國科學(xué)院物理研究所、合肥物質(zhì)科學(xué)研究院、國家納米科學(xué)中心及北京科技大學(xué)等合作完成。

基于非對稱應(yīng)力場的高密度磁通釘扎中心構(gòu)建策略示意圖