中文摘要：

KFe2Se2体系铁基超导体具有各向异性小、转变宽度窄、上临界场高、本征钉扎能力强、结构简单、无毒性等优点，是非常有利于实用化的一种铁基超导材料。本项目拟在目前K0.8Fe2Se2单晶研究的基础上，结合材料设计和材料合成手段，开展KFe2Se2体系中新型超导材料制备研究。通过分析材料中的局域结构特性、晶体缺陷、晶界结构、钉扎效应以及元素离子价态等，研究微观结构、组分及晶界状态等对超导性能的影响。探索通过化学掺杂、磁场处理等调控铁基超导体的晶界状态以及晶体结构和晶体缺陷的方法，改善铁基超导体中普遍存在的晶粒弱连接问题，得到KFe2Se2体系铁基超导体优化的制备参数，制备高性能样品。

结论摘要：

铁基超导材料是日本和中国科学家在2008年初相继报告发现的一类新的高温超导材料。这是继1986年的氧化物超导体、2001年的二硼化镁超导体之后的又一重要发现。新型铁基超导体的发现，无论在高温超导的应用以及对高温超导机制的理解方面均有重大的意义，从而引起全世界科学家的关注。新型铁基超导体具有临界转变温度高、相干长度较大、各向异性较小、以及上临界场（大于200T）较高等优点，有望在交通、电力、医疗、通讯、以及军事等领域，特别是高磁场磁体方面得到实际应用。 超导线带材是铁基超导材料获得大规模应用的基础。国内外多家单位开展了铁基超导线带材制备与性能提高等方面的工作，包括美国弗罗里达强磁场实验室、美国俄亥俄州立大学、日本国立材料研究所、日本东京大学、意大利Genova大学、澳大利亚卧龙岗大学等。项目针对铁基超导线带材存在的临界电流密度较低的问题，通过微观结构表征和理论分析相结合研究了铁基超导材料弱连接性问题的物理本质，从前驱粉优化、制备工艺探索等方面开展研究，不断提高线带材超导芯的结晶性和致密度，并采用轧制等工艺提高晶粒取向性。在获得高质量前驱粉的基础上，通过降低/消除超导芯中存在的孔洞、裂纹等缺陷，显著提高了122体系线带材的临界电流密度。尤其是热压工艺的优化实验，从微观结构上达到了较为理想的程度，从而获得了临界电流密度达到实用化水平的带材样品。为了解决超导线带材实际使用过程中存在的交流损耗等问题，课题还在多芯线材、带材的制备方面还开了研究，并制备了具有较高磁场特性的多芯线带材。 课题在122、1111等多个体系的铁基超导方面的研究结果将极大促进铁基超导材料的实用化进程，特别是在高性能线带材方面获得了显著的进展。如通过热压处理制备出具有高致密度的织构化122型铁基超导带材，其传输临界电流密度超过实用化要求门槛10^5 A/ cm^2 (4.2 K, 10 T)，达到世界领先水平。本课题的开展对促进铁基超导材料的实际应用有重要的意义。