PDF《安徽省科学技术进步奖提名项目公示》

1 安徽省科学技术进步奖提名项目公示 (2019 年度)

一、项目名称 稳态强磁场国家大科学工程

二、提名意见 提名者中国科学院合肥物质科学研究院 提名意见: 稳态强磁场国家大科学工程 项目取得了稳态强磁场关键技术的重大突破,建成了创世界 纪录的系列水冷磁体和国际一流的混合磁体,建成了国际唯一的高场扫描隧道显微镜系统、国际 独创的组合显微系统、国际一流的强磁场-超高压-低温综合极端条件,使我国稳态强磁场实验 条件从无跃升至世界领先水平.

建成的装置已为

136 家用户单位

2000 余项课题提供了实验条件, 产出了一大批具有国际影响力的高水平成果,有力支撑了我国多学科前沿科学探索.稳态强磁场 装置不仅是中科院合肥大科学中心三大核心装置之一,更是合肥综合性国家科学中心建设的关键 基石之一,已成为国家科技创新体系的重要组成部分. 经研究,推荐 稳态强磁场国家大科学工程 作为安徽省科技进步奖候选项目.

三、项目简介 磁场是调控物质量子态的重要参量,在发现新现象、揭示新规律、探索新材料、催 生新技术等方面具有不可替代的作用.国际上利用强磁场条件开展的科学研究工作非常活 跃,涉及众多学科,特别在高温超导、半导体、有机固体以及生命科学等领域频频有重要 发现,自1913 年以来已有多项与强磁场相关成果获诺贝尔奖. 为弥补我国强磁场条件的缺乏,稳态强磁场国家大科学工程经过多年自主创新,打破 国际技术壁垒,成功克服关键材料国际限制、关键技术国内空白等重大难题,超越法国、 荷兰、日本等发达国家,建成继美国之后世界第二台

40 万高斯级混合磁体,建成三台场强 创世界纪录的水冷磁体,磁体技术被评为国际领先;

首创国际唯一的水冷磁体扫描隧道显 微镜和将扫描隧道显微镜、磁力显微镜和原子力显微镜组合起来的组合显微系统,建立了 世界先进的科学实验系统,使我国稳态强磁场极端条件实现重大突破.项目取得如下科技 创新: 1. 突破高场水冷磁体设计制造关键技术,建成创世界纪录的水冷磁体 对传统磁体导体片结构提出创新设计,增强了冷却效率并极大地降低了大电流下的电 磁应力;

提出分布式结构设计思路,发展了一套全程可量化检测的高精度装配工艺,成功

2 克服高热功率和大应力问题.研制出一系列水冷磁体,其中三台创造了世界同类装置最高 磁场纪录. 2. 突破大口径超导磁体设计制造关键技术, 建成世界上第二台

40 万高斯级混合磁体 大口径外超导磁体的研制是混合磁体成败的关键,在国际上也是极具难度的挑战.研 发了一种适用于高场磁体的 Nb3Sn 超导导体并做特殊优化,解决了超导体性能退化难题;

优化磁体结构设计,使外超导磁体载流能力、最高磁场最大化;

发展了一种大口径超导线 圈高温热处理工艺,解决了温度不均匀和局部滞后问题;

成功研制出国内首台最高磁场达

11 万高斯、室温孔径达 800mm 的大型 Nb3Sn 磁体,与30 万高斯级水冷磁体组合成了世界 上第二台

40 万高斯级混合磁体. 3. 突破扫描探针显微技术和高压集成技术, 研发出国际领先水平的科学实验测量系统 发明了一种新原理的显微针尖定位器,解决了水冷磁体运行时强振动、大噪音等恶劣 环境下难以原子分辨成像难题,建成国际唯一的水冷磁体扫描隧道显微镜和迄今国际唯一 的组合显微系统;