中国粉体网讯 超导材料的发现和发展至今已经有100多年的历史了，从1911年发现之日起便引起了全世界各国科研工作者的关注。在对其研究不断取得突破和进展的同时，由于其自身的性质以及对液氦温区工作环境的需求，限制了它的应用发展。直到1986年高温超导材料( HTS) 的发现，超导材料从研究阶段向应用发展阶段转变。经过人们20多年的努力，高温超导材料及其相关科学技术得到了快速的发展，并在电力、交通和医疗等领域相继得以应用。作为当代科学领域中最重要的研究课题之一，超导技术被认为是未来具有战略意义，有着巨大商业价值和广阔应用前景的高新技术。
目前，高温超导材料中应用最为广泛的是钇系(YBCO)、铋系(BSCCO)和二硼化镁(MgB2)。
近日，兰州大学宣布的科研成果便是在YBCO超导块材3D打印制备技术上取得突破，涉及到新型成型工艺——3D打印在YBCO高温超导材料中的应用。
绿色超导YBCO块材制备工艺示意图
钇系高温超导体是当前已知的高温超导体中研究得最透彻的一种，YBCO大约在92K 显示出超导电性，并且超导相的比例极高。目前制备超导性能优异的粉末、高度致密块材或薄膜最常用的方法是粉末装管法(PIT)和外延生长法。此外，虽然在众多沉积方法中脉冲激光沉积法(PLD)是应用最广泛的一种沉积方法，但由于PLD法要使用昂贵的大功率、高真空装置以及工业用激光源，而不太适合大规模产业化。
本次周又和教授团队提出的YBCO超导块材3D打印制备技术，解决了现有3D打印陶瓷材料中面临的高收缩率问题(原有可到50%)，实现了3D打印超导材料高保型性，为YBCO超导块材的高精度制备奠定了基础。同时，这一新工艺的烧结与补氧耗时均比传统工艺大为缩短，提高了超导材料的制备效率。周又和团队采用3D制备出的多孔、多尺度、多层构型的YBCO块材具有质量密度仅为每立方厘米1.38克，为目前国际最低值，约为传统冷压烧结工艺制备样品的1/3；临界电流密度高于传统烧结方法样品约3.15倍等优点。
该技术得到了成果评审人员的认可，他们认为该技术方法是一种先进且具有工业化应用潜力的3D打印YBa2Cu3O7超导陶瓷坯体巧妙制备方法。
同时，该技术也为今后其它需要增韧改性的超导材料3D打印制备奠定了基础，周又和的团队正在就此进行工艺改进及其制备研究。
早在2015年在浙江大学召开的3个固体力学国家基金委创新研究群体交流会上，时任基金委主任杨卫院士指出：超导材料的固有脆性极大地制约了超导应用的力学性能，其超导性与力学性能是一大矛盾，建议兰州大学将增韧改性进行攻关。随后，周又和教授团队就YBCO块材的烧结制备、纳米钉扎、晶向控制等开展了基础性探索工作。
本次研究成果也是继周又和研究团队在成功制备出电阻最低、力学强度与本体材料相当的高性能接头材料后，在超导材料改性制备方面的又一次突破。
参考来源：
[1]兰州大学周又和团队在YBCO超导块材3D打印制备技术上取得新突破.兰州大学
[2]吴兴超.高温超导材料的发展和应用现状
（中国粉体网编辑整理/山川）
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