兰州大（dà）学土木（mù）工程（chéng）与力学学院周又（yòu）和教（jiāo）授团队制备出的超轻质YBCO超导块，不仅具有结（jié）构复（fù）杂、高超导性的优良特性，且（qiě）其临界（jiè）电流密（mì）度还提高到了传统冷（lěng）压烧结样品的3.15倍，其密度（dù）值也（yě）为目（mù）前国际最（zuì）低。

想（xiǎng）象一下（xià），如果握在手里的甜（tián）筒（tǒng）冰（bīng）淇（qí）淋化了，而甜（tián）筒壳底部（bù）恰好破了个（gè）洞，任由冰淇（qí）淋（lín）往下滴（dī），会滴出怎样的图景？科技日报记（jì）者（zhě）5月23日从兰州（zhōu）大学获悉，该校土（tǔ）木工程（chéng）与（yǔ）力学学院周又和教授（shòu）团队用这样的“冰淇淋”设计（jì），解决了一个可控（kòng）超导（dǎo）材（cái）料制（zhì）备的国际难（nán）题（tí）。相关成（chéng）果（guǒ）近（jìn）日发表在国际著名期刊（kān）《先进功能材（cái）料》上。

在这个“冰淇淋”中，类（lèi）似甜筒外壳（ké）的装（zhuāng）置叫作3D打（dǎ）印喷头，“甜筒”里（lǐ）装的（de）则是经过数次配（pèi）比而成（chéng）的YBCO（钇钡铜氧高温超导体）超导块（kuài）材浆料。在团队设计（jì）的程序控制下，浆料自如地从喷头中滴落，可按（àn）照（zhào）既定“路（lù）线”打印出具（jù）有复杂形状的超（chāo）导样品。

一直以来（lái），高温超导YBCO块材因其高（gāo）临界温度、高临界电流密度和高俘获磁（cí）场的优（yōu）异性能，在无接触磁悬浮、储能旋转机械、准永磁体等方面显示出良（liáng）好的应用前景。但由于制备YBCO块材的（de）原材料——YBCO氧化物陶瓷自（zì）带（dài）本征脆（cuì）性，再加上（shàng）高温烧结制备过（guò）程（chéng）中温度变化引起的机械（xiè）应力，传统冷压烧结制备无法（fǎ）实现各种形状、各（gè）种结构的制备和塑（sù）形要求。

“超（chāo）导材料的固有脆性极大（dà）地制约了超导应用的力学性能（néng），其超（chāo）导性与力学性能是一大矛盾，建议兰州大学针对增韧（rèn）改性进行攻关。”2015年，在（zài）浙江大学召开固体（tǐ）力学国家（jiā）基金委创新研究群体（tǐ）交流会时，时任国（guó）家自然科学基金（jīn）委主（zhǔ）任（rèn）杨（yáng）卫院士得知周又和团队长期关注此领域（yù），就未来（lái）研（yán）究方向与周又和进行了（le）深（shēn）入探讨（tǎo）。

经过近5年的攻坚，周又和（hé）团队成功（gōng）探索出高精度直接书写式（shì）（DIW）3D打（dǎ）印技术，采用低温冷铸（zhù）微结构调（diào）控策略，进一步克服了YBCO块材烧结（jié）收缩开（kāi）裂（liè）的问题，将（jiāng）YBCO的收缩率（lǜ）由（yóu）传统（tǒng）的（de）50%降低到基本不（bú）收缩，为YBCO超导块材的高精度制备（bèi）奠定了基础。

该团队（duì）制备出的超轻质（zhì）YBCO超导块不仅具有结构（gòu）复杂、高（gāo）超导性（xìng）的优（yōu）良特性，还将（jiāng）YBCO块材的临界电（diàn）流（liú）密度提高到了传统（tǒng）冷压烧结样品（pǐn）的3.15倍，其密度值也为目前国际最低，约为（wéi）传统冷压（yā）烧结工艺（yì）制备样（yàng）品的（de）1/3。同时（shí），材料的多孔结构特点也为后续缩短补氧耗时奠定（dìng）了基础（chǔ），使其（qí）制备效率得到大幅度提升。

由该3D打印设备（bèi）制备出的厘米尺度级的超导块材（cái），比如具（jù）有特定结构的3D晶（jīng）格结构可应用于高温（wēn）超（chāo）导（dǎo）滤波器，为5G通信和军事设备提供更好的服务。而由该（gāi）3D打印（yìn）设备制备出的超导（dǎo）飞轮，实（shí）现（xiàn）了在液氮温度下航天陀螺（luó）飞轮悬浮及旋转，为工程应（yīng）用奠定了基础。

周又和说，下一步（bù）团队将着力研究超导材（cái）料的增韧改性，致力于实现超（chāo）导块（kuài）材的强韧化，进而实现易（yì）加工性，同时进（jìn）一步（bù）提高3D打印制备样（yàng）品的（de）临界电流（liú），为（wéi）超（chāo）轻YBCO超导块材（cái）的可控制（zhì）备和未来应用打下（xià）坚实基础。