大国院士 第三百四十四章：影响国家发展的材料

虽然昨晚忙碌到晚上两点多才睡，但第二天，徐川依旧七点多就从床上爬起来了。

简单的洗漱和吃了个早餐后，他便迅速赶到了研究所。

高温铜碳银复合材料的测试可还没有完，昨天晚上，他和宋文柏仅仅是针对超导临界Tc温度和迈达斯效应进行了测试。确认了这种新型铜碳银复合材料在152K的温度下能转变成超导态。

而一项材料的测试项目可不止这些。

除了普通材料的力学性能测试、电子学特性测量外，超导材料还有独特的界电流密度、涡旋钉扎性能、捕获磁场等方面测试。

而相对比力学、电子学那些普通特性外，后面的超导测试才是关系到一项超导材料好坏的关键。

比如临界电流密度，指的是在一定化学环境下所能够达到的最大电流密度，即使在最大电流流量下也不会发生电极腐蚀或者化学阻抗的变化。

如果对超导体稍微有点了解的人一般都知道超导具有临界温度Tc这个概念。就是正常相材料转变成超导材料的温度。

但超导体不仅具有临界温度，还具有临界电流密度和临界磁场强度。

一旦温度高于临界温度/电流密度超过了临界电流密度/磁场强度超过了临界磁场强度，就会向正常相转变。

换句话简单的来说，温度过高，电流过大，磁场过强都会使超导体丧失超导性。

而现如今制备出的超导体中不存在同时具有高临界温度，高临界电流密度和高临界磁场密度的材料，因此超导体的应用并不广泛。

但是正因如此，超导体的研究具有很大的价值。

若能找到“三高”超导体（高临界温度，高临界磁场，高临界电流密度），就具有广阔的应用前景。

因此相关研究虽然称不上最热门，但一直是凝聚态物理领域的重要研究方向之一。

而如何提升临界电流密度和临界磁场密度，也是目前超导材料界最前沿的研究方向。

所以在接下来的时间中，徐川需要对他制备出来的高温铜碳银复合超导材料进行完备的测试。以确定这种新型材料各方面的参数。

此外，他还需要尽快的将这种产品工业化。

毕竟时间不等人，可控核聚变工程已经开启，相对比使用其他的超导材料，比如氧化铜基超导材料制造磁约束装置来说，他更愿意也更熟悉使用后世自己研发的铜碳银复合高温超导材料。

一方面不仅仅是因为熟悉铜碳银复合高温超导材料的性能；另一方面，则是铜碳银复合高温超导材料能提供的磁场强度要远超寻常的超导材料。

大型强粒子对撞之所以动辄几十公里，原因不仅仅是因为需要将粒子加速到极致，更是因为提供磁场的超导体，具有极限。

比如欧洲原子能研究中心的LHC对撞机，使用的磁体是由铌钛(NbTi)超导材料制成的，目前仅仅能提供8.3特斯拉的磁场强度。

而这方面的性能严重限制了对撞的能级，目前LHC的对撞能级极限在13Tev左右。

但如果能将磁场强度提升一倍，达到16T，那么以LHC的规模，对撞能级能提升到100Tev级别。

磁场强度翻一倍，对撞能级能提升借接近八倍。

这就是超导材料临界磁场的重要性了。

而在可控核聚变上，临界磁场强度的重要性就显得更胜一筹了。

高临界磁场，才能提供更高的磁约束力，徐川不可能为了提升约束力将反应堆修成直径十几公里的巨型堆，那并不现实。

所以提升高临界磁场，就是他唯一的选择了。

目前临界磁场最高的超导体材料是由樱花国研究镁二硼超低温超导体材料，能够达到40特斯拉的磁场强度。

40特斯拉的磁场强度听起来并不是很夸张的样子，但实际上它已经非常惊人了。

简单的对比一下你就知道了。

用家庭中常用电器冰箱来举例。冰箱中使用的磁铁只有一特斯拉的百分之一，也就是0.01T。

对比之下，40T这个数值就很夸张了。

不过受限于材料本身难以塑造、需要临界温度极低等缺点，这种镁二硼低温超导材料没法广泛应用到仪器设备上，目前还仅用于实验室研究。

而常规氧化铜超导体材料虽然同样能提供差不多接近20T左右的磁场强度，但它也同样有着镁二硼超低温超导体材料的缺点。

至于铜碳银复合高温超导材料，他后世研究出来的材料磁场强度是在16T左右。

这辈子利用高温超导机理和数学模型计算制备得到的临界磁场强度，还不知道有多少。

从计算理论上来说，这种新型铜碳银复合高温超导体的固体磁场强度应该能达到20T以上。

具体能达到多少，需要通过测试后才能知道

......

川海材料研究所，樊鹏越的办公室中，徐川有些不自然的摸了摸脸庞，感觉上面像是有东西一样。

对面，他的大师熊樊鹏越正在用一种极其怪异的眼神死死的盯着他。

被看的有些受不了，徐川咳嗽了一下，打断了这种诡异的气氛，开口道：“我说，又不是第一次见面了，你这样盯着我干啥，我脸上又没花。”

闻言，樊鹏越怪异的说道：“你真是个人？”

徐川嘴角抽了一下，道：“没必要吧，虽然152K的高温超导材料成果的确很惊人，但也并不是说不可能。”

听到这话，樊鹏越都想咆孝了，他感觉自己的三观在被无限挑战。

“是，152K的高温超导的确不是不可能！”

“但是你丫不是半个月前才从我这边拿走实验室的超导材料数据啊！”

“别跟我说，你在普林斯顿学数学的时候还搞过材料研究！”

“做个人吧！”

要知道博士期间他跟着导师研究二硒化钨二维材料的时候，辛辛苦苦做了一年多的实验都没有找到正确合成二硒化钨的路线。

这个妖怪拿到超导材料数据不到半个月，就将超导材料的Tc临界温度从43.5K提升到152K，足足提升了一百多K不说，还直接打破了目前高温超导材料的记录。

说实话，他都想剖开这个妖怪的脑子，看看里面是不是装着一台量子计算机了。

徐川叹了口气，道：“别扯了，后面要忙的事情还有很多呢。先完成对这种材料的测试再说吧。”

聊起正事，樊鹏越也正经了起来，他思考了一下后道：“材料的测试应该不是什么问题。虽然有些参数我们这边还缺少设备没法做，但是你出面，找南大借用一下相关的设备肯定没问题。”

“你和宋文柏在昨天晚上就已经完成了初步的测试，152K的高温超导，哪怕它在其他方面的性能弱一些，这个温度也注定了它的应用前景是相当广泛的。”

“而从之前宋文柏研究的超低温铜碳银超导材材料来看，你研究的这份材料性能参数应该不会低。”

说着，他似乎想起了什么，看向徐川接着问道：“如果我没猜错，你这个材料应该是用理论和数学配合模型研究的，所以你手里应该有它的相关参数性能的预测数据吧？”

顿了一下，他又打断了自己的话，接着道：“不，肯定有，宋文柏汇报说你昨天就直接精准的预测了它的临界Tc温度，那么其他的临界电流、临界磁场方面数据肯定有。”

徐川点了点头，道：“的确有，从理论上来说，这份铜碳银复合高温超导材料临界磁场应该能达到20T以上，至于临界电流，这个需要根据温度和临界磁场来具体判断的。”

闻言，樊鹏越倒吸了口冷气：“20T的临界磁场？你确定你没算错吗？这个数字很恐怖的！”

徐川笑了笑，道：“还行，20T算是保守估计，按照理论来算，如果完美状态它的临界磁场最高能达到28.74T。”

“当然，这个数据现实中应该不可能达到。”

听到这话，樊鹏越忍不住咽了口空气，道：“如果是这样，这份超导材料的价值就大了。”

“之前我还在考虑你后续是准备怎么处理这份材料，是和之前的人工SEI薄膜一样申请专利，还是说准备自己建厂生产售卖成品。”

“现在看来，自己建厂生产才是唯一的办法。”

“这种级别的高温超导材料，恐怕就是你想申请专利，上面都有可能找你商量了。”

“虽说论文和专利与实际的制造与技术还是有一些区别的，但这种重要性极高，甚至涉及到国家发展的材料，恐怕上面也不会轻易同意你将论文发布出去吧？”

顿了顿，他又想起了什么，接着问道：“你这种材料能制造成导线吗？传统力学和电学方面的性能如何？”

徐川想了想，道：“制造成导线应该是可以，传统力学和电学方面的性能从理论上来说比氧化铜基高温超导材料要好一些。”

“但因为晶体结构方面的关系，它目前依旧更偏向于陶瓷固态方面一些。”

“如果你想大规模的应用于发电、输电、储能、弱电等领域目前来说还是比较困难的。”

顿了顿，他接着补了一句：“当然，这段时间我还会再研究优化一下，看看能不能继续提升一下它的性能。”

“或者说，看看能不能改变或掺杂一些其他材料，在不影响或者影响较小的情况情况下，优化一下它的传统物理性能。”

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