低温材料及应用超导研究组主要从事新型低温材料、材料低温物性、低温系统以及应用超导相关的基础研究。通过新型低温材料开发和材料低温物性研究，为低温技术和应用超导的发展提供材料基础，满足航空航天和大科学工程等领域的特殊需求。近五年先后承担了科技部国家磁约束核聚变能发展研究专项、财政部专项子项、国家863项目、国家自然科学基金、国防军工项目等项目。研究组组长为李来风研究员。

主要研究方向：
1、新型低温材料：负热膨胀材料、新型固体制冷材料、新型低温陶瓷材料、低温缘绝材料
2、材料低温物性：材料低温物性评价及研究、材料低温物性数据库建立
3、低温系统设计：大型低温制冷设备冷箱研制、低温物性测试系统
4、应用超导相关：超导磁分离污水处理系统、超导线材物性表征和分析

近年主要科研成果如下：

1、新型低温材料及材料低温物性研究

研究组开发出在低温区负热膨胀系数和负热膨胀温区宽度可调的新型负热膨胀材料，为解决低温工程中关键部件热膨胀失配问题提供了新的方法。研制出在低温具有高优值系数的P型BiSb基热电材料，为低温区制冷和冷能发电提供了新型热电材料。针对超导磁体绝缘要求，研制了在低温区具有优良低温力学性能、耐辐照性能、热学性能（热导率、热膨胀）和电学性能的新型绝缘材料。针对ITER大型超导磁体TF线圈铠甲材料低温延伸率问题，提出抑制退火再结晶导致晶粒异常长大方法，解决了退火工艺导致延伸率下降问题，为我国TF采购包一次通过国际组织检测做出贡献。

        低温负热膨胀材料                       低温热电材料                         低温绝缘材料

2、大型低制冷设备冷箱研制

成功研制出泄漏率为10-9Pa?m3/s的全铝板翅式低温换热器，设计寿命超过8000小时的10K吸附器，65K和30K氦气内纯化器。突破具有自主知识产权的低温制冷设备冷箱技术，设计研制了L40氦液化器冷箱和10kW@20K氦制冷机卧式冷箱。此外，成功搭建了“内纯化器和换热器模拟试验台”、“换热器温度压力交变冷漏检测平台”、“新型膨胀机实验平台”等一系列实验平台，用于冷箱关键部件的验证。

                            L40氦液化器冷箱             内纯化器和换热器模拟试验台

3、制冷机冷却材料低温物性测试系统研制

研制了制冷机直接冷却的材料低温热物性测试系统和材料低温力学性能测试系统。采用制冷机直接冷却、无需消耗液氦，测试温度最低达到4K。可方便、快捷、低成本的进行材料热导率、比热、电导率和热膨胀性能等物性测试，以及材料力学性能测试。

左：制冷机冷却的材料热物性测试系统

右：制冷机冷却的材料力学性能测试系统

4、应用超导相关研究

设计并建立了超导磁分离污水处理系统，研制了针对不同污水处理用的磁性种子，开发出超导磁分离污水处理系统处理非磁性污水的新技术。

超导磁分离污水处理系统，以及污水处理前后水样对比