▲中國大陸自行研製的90.6特斯拉脈衝磁體。（圖／環球網）
大陸中心／綜合報導
中國大陸華中科技大學脈衝強磁場實驗裝置23日竣工驗收，這是「十一五」計畫所佈置的首批由高校承建的國家重大科技基礎設施之一，也讓中國成為繼美、德、法之後第四個擁有大型脈衝磁場實驗裝置的國家。
根據《人民日報》報導，。國家脈衝強磁場科學中心2013年8月6日成功實現了90.6「特斯拉」（衡量磁場強度的單位）的峰值磁場，使中國成為繼美國、德國後世界上第三個突破90特斯拉大關的國家；而日前通過竣工驗收的脈衝強磁場實驗裝置，不僅擁有可達到90.6特斯拉磁場強度的系列脈衝磁體，還配備了低溫、高靜壓、光源等其它實驗條件，建有電輸運、磁特性、磁光特性、壓力效應、極低溫、電子自旋共振、核磁共振等多個科學實驗站，可為脈衝強磁場下物理、材料、化學、生命與醫學等領域科學研究提供理想的研究平台。
華中科技大學國家脈衝強磁場科學中心主任李亮介紹，強磁場被列為現代科學實驗最重要的極端條件，大多數科學效應的顯現都與磁場強度有關，磁場強度越高，效應就會越明顯，有些科學效應甚至只有在強磁場環境中才會顯現，擁有脈衝強磁場實驗裝置，「簡單來講，這就相當於提供了一個極端環境下的實驗平台。」「從此以後，我們在強磁場環境下做實驗，再不用找關係到國外實驗室排隊了！」
李亮藉由一厚6公分、直徑600公分的喇叭狀金屬管介紹，「看起來就像氣功一樣，當我們用電源驅動一個脈衝強磁場時，在100毫米的直徑範圍內，可產生500噸的電磁感應力，瞬間改變物件的形態。」「利用脈衝強磁場成形裝置，將一塊金屬圓板塑成這個形狀，只需要一道工序、十幾毫秒、0.001度電。」這種技術被稱為「多時空脈衝強磁場成形製造技術」，是李亮團隊依託該中心自主研發的電源、磁體和控制技術，在全球首先提出並成功研發的，其原理在於，在脈衝強磁場環境中，線圈與金屬材料相互作用，能產生極大的洛侖茲力，將堅硬的金屬材料「百煉鋼化為繞指柔」，在1至2毫秒的時間內塑造成特定的形狀。
脈衝強磁場實驗裝置技術副總監姚凱倫補充，「這種技術不僅高效，且成本大幅降低，過程更為可控，成形面積更大，可成形樣式更複雜，實現金屬零部件的整體單次成形，避免了有縫拼接對零部件性能的破壞，可被廣泛應用於航空、航太、兵器工業、汽車製造、儀錶儀器等諸多領域。」
此外，李亮團隊在永磁裝備充磁方面也取得了革命性突破。永磁材料被廣泛應用於風力發電機、磁共振成像等。中心將專門的充磁夾具或充磁線圈集成在永磁設備上，不僅可以實現先拼裝後整體充磁，再次充磁時也無需拆卸永磁塊，只需接上電源再次放電即可，大幅降低了裝配難度，提高了充磁效果，讓大型永磁設備的充磁就像手機充電一般方便。此外，脈衝強磁場的相關衍生技術還可應用於磁製冷、磁治療等多個領域，成為我國經濟社會發展的重要推動力量。
李亮稱，「我們可以用常規的、廉價的導體實現美國用價格高昂的導體達到的同樣品質的脈衝磁體，成本不到美國和德國同類磁體1/10。」「產生90.6特斯拉磁場強度的磁體、電源、控制系統等全套裝置均為中心自主開發研製」。更有國外專家評價「你們用1.3億人民幣做了1.3億美元的事情。」
線圈作為磁體裝置的「心臟」，其材料和繞制方式是影響磁體整體性能的關鍵，而攻克這一難題的，是中心一位「75後」的教授彭濤。這位由華中科技大學電氣學院培養的博士，在2010年為強磁場中心成功繞制了能實現75特斯拉峰值磁場的單線圈磁體，這是目前世界上採用軟銅繞制的最高場強磁體。
當彭濤謀劃著讓繞制磁體產生的磁場再往上加一點時，中心的王紹良工程師則一心一意地做著溫度的「減法」。從2008年7月到2011年3月，王紹良團隊歷經30多個月的艱苦攻關，自主研發了「用於脈衝強磁場科學研究的吉福特—麥克馬洪製冷機樣品冷卻技術」，只需少量氦氣，即可在5分鐘內將預冷過的實驗樣品降溫至-271.8℃，大幅提高了實驗效率。
此外，中心還研發了一系列國際先進水準的關鍵設備，並掌握相關核心技術，包括自研自製的國內首創集成式脈衝強磁場裝置、探測靈敏度為國際同類型裝置最高的電輸運實驗站、鐳射光源波長範圍為國際同類型裝置最寬的磁光科學實驗站、獨創的平頂波形脈衝磁體…等等，這一系列成績，都深深地打上了「中國創造」的烙印。
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