兰州大学土木工程与力学学院周（zhōu）又和教授团队制备出的超轻质YBCO超（chāo）导块（kuài），不仅具有（yǒu）结构复杂（zá）、高超导性的优良特（tè）性，且其临界电流密度还提（tí）高到了传统冷压烧结样品（pǐn）的（de）3.15倍，其密度值也（yě）为目前（qián）国（guó）际最低。

想象一下，如果握在手里的甜筒冰（bīng）淇淋化了，而甜筒壳底部恰好破了个洞，任（rèn）由冰淇淋往下滴，会滴出怎样（yàng）的图景？科技日报记者5月23日从兰州大（dà）学（xué）获悉（xī），该校土（tǔ）木工程与力学学院周又和教授团队用这样的“冰淇淋”设计（jì），解决（jué）了一（yī）个可控超导材料制备的国际难（nán）题。相关（guān）成果近日发表在国际著名期刊（kān）《先进功能材料》上。

在这个“冰淇淋”中，类似甜筒外壳（ké）的（de）装置叫作3D打印喷头，“甜（tián）筒”里装的则是经过数次配比而（ér）成的YBCO（钇（yǐ）钡铜氧高温超导体）超导块材浆（jiāng）料。在团（tuán）队设计的程序控制下，浆料自如地从喷头（tóu）中滴落，可（kě）按照既定“路（lù）线”打印（yìn）出具有复杂（zá）形（xíng）状的超（chāo）导（dǎo）样品。

一直以来，高（gāo）温超（chāo）导YBCO块材因其高临界温度、高临界（jiè）电流密度（dù）和高（gāo）俘获磁场的优异（yì）性能，在（zài）无接（jiē）触磁悬浮、储能旋转机械（xiè）、准永磁体等方面（miàn）显示出良好（hǎo）的应用前景。但由于制备YBCO块材的原材（cái）料——YBCO氧化物陶瓷自带本征脆性，再（zài）加上（shàng）高温烧结制备过（guò）程中温度变化（huà）引起的机（jī）械应力，传（chuán）统冷压烧（shāo）结制备无法实现各（gè）种（zhǒng）形状、各种结构的制备和塑形要求。

“超导材料的固（gù）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（yī）大矛盾，建议（yì）兰州大学针对增（zēng）韧改（gǎi）性进行（háng）攻关。”2015年，在浙江大学召开固（gù）体力学国家基金委创新（xīn）研究群体（tǐ）交流会时，时任（rèn）国家自然科学基金委主任杨卫院士得知（zhī）周又和团队长期关注此领域，就（jiù）未（wèi）来研究方向与周又和进行了深入探讨。

经过近5年的攻坚，周又和（hé）团队成功探（tàn）索出高精度直接书写式（DIW）3D打印（yìn）技术，采用低温冷铸（zhù）微结构调（diào）控（kòng）策略，进一步（bù）克服了YBCO块材烧结（jié）收缩开裂的问题（tí），将YBCO的收缩率（lǜ）由传统的50%降低到基本不收缩，为YBCO超（chāo）导块材的高精度制备（bèi）奠定了基础。

该团队制（zhì）备出（chū）的超轻质YBCO超导块不仅具有结构复杂、高超导性的优良（liáng）特性，还将（jiāng）YBCO块材的（de）临界电流密度提高到了（le）传（chuán）统冷压烧结样品的3.15倍，其密度值也为目前国际最（zuì）低（dī），约为传统冷压烧结（jié）工（gōng）艺（yì）制备样品的（de）1/3。同时，材料（liào）的（de）多（duō）孔（kǒng）结构特点也为后（hòu）续缩（suō）短补氧耗时奠定了基础（chǔ），使其制备效率得到大（dà）幅度提升。

由该3D打印设备制备出的厘米尺度级的超（chāo）导块（kuài）材，比如具有（yǒu）特定结构（gòu）的3D晶格（gé）结构可应用于高温超导滤波（bō）器，为5G通（tōng）信和军事设备提（tí）供更好的服务。而由该3D打印设（shè）备制备出的（de）超（chāo）导飞（fēi）轮，实现了在液氮温度（dù）下（xià）航天陀（tuó）螺飞轮悬浮（fú）及旋转，为工程应用奠定了基础。

周又和说，下一步团队（duì）将着力研究超导材料的增韧改性（xìng），致力于实现超导块材（cái）的（de）强韧化，进而实（shí）现易加（jiā）工性，同时进一（yī）步（bù）提高3D打印制备样品的（de）临（lín）界电流，为超轻YBCO超导块材的可控制备和（hé）未来应用打下坚实基础。