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超导磁共振成像仪用高性能超导线材

获奖分类: 陕西省科学技术进步奖

获奖名称: 超导磁共振成像仪用高性能超导线材

获奖年份: 2017

获奖级别: 一等奖

主要完成单位: 西部超导材料科技股份有限公司、西北有色金属研究院

主要完成人: 张平祥、刘向宏、冯 勇、闫 果、李建峰、刘建伟、郭 强、王庆阳、杨 芳、冯建情、朱燕敏

成果简介:

一、研究内容及创新点

超导磁共振成像(MRI)是现代医疗影像诊断最重要的手段之一,高尺寸精度、高稳定超导线材是MRI系统用高磁场精度超导磁体制造的关键,相关批量化制造技术长期被发达国家垄断,严重制约我国MRI普及和产业发展。该项目经过十余年攻关,发明了常规液氦浸泡式MRI用高性能NbTi线材和新型制冷机直冷MRI用MgB2超导线材制备整套关键技术,建成了国际先进水平的生产线,完成了工程化试制并实现批量化生产。开发了MRI用大尺寸合金锭棒材制造技术,批量制备出高组织和成分均匀的NbTi合金;开发出导体设计、大铜超比MRI用NbTi复合超导线材塑性加工和热处理技术Wire-in-Channel镶嵌线材制备技术,制备出不同铜比的MRI用NbTi超导线材,单根万米级MRI用NbTi多芯线材JC大3100A/mm2,获得相关技术标准并实现量产,形成线材500吨/年产能;发明了分步反应制备元素掺杂MgB2超导粉末新技术,有效引入掺杂元素到MgB2晶格,实现高质量MgB2粉末的批量合成;采用非铁磁性的Nb合金与Cu复合包套材料完成了不同结构的Nb增强稳定化多芯MgB2线材导体设计与优化;开发了具有自主知识产权的MgB2千米级线材制备技术,制备的线材单根长度达到1520米,工程临界电流密度达到2.0×104 A/cm2,使我国成为继意大利、美国后第三个具备生产千米量级MgB2线材的国家。

二、知识产权情况:

发表研究论文25篇;获授权发明专利12项、实用新型专利2项;制定国家标准1项。

三、实施应用情况:

本项目填补了我国高性能MRI用超导线材批量化制备技术的空白,高性能NbTi合金锭、棒材和线材综合性能指标及性能稳定性均为国际领先。已批量向GE、SIEMENS、宁波健信等国内外主要MRI制造企业提供NbTi和MgB2超导线材,取得的技术还推广应用于我国超导加速器、超导风力发电机等领域,打破了长期以来我国超导线材依赖进口的状况,产生显著的社会和经济效益,全面提升了我国超导材料制备技术的能力和水平,推动了我国超导材料科学及应用技术加速发展。

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