超電導機器及びケーブルの極低温電気絶縁に関する研究

Research Project

Project/Area Number	62603538
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
Allocation Type	Single-year Grants
Research Institution	Osaka University
Principal Investigator	吉野勝美大阪大学, 工学部, 教授 (70029205)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	松原一郎大阪大学, 工学部, 講師 (30029128) 金藤敬一大阪大学, 工学部, 助教授 (70124766)
Project Period (FY)	1987
Project Status	Completed (Fiscal Year 1987)
Budget Amount *help	¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000) Fiscal Year 1987: ¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000)
Keywords	超電導 / 超電導機器 / 超電導ケーブル / 電気絶縁 / 極低温電気絶縁 / 高分子 / 共役系高分子 / 超延伸
Research Abstract	(1)共役系が発達したポリパラフェニレンビニレンを合成しその電気的性質を調べた. 禁止帯幅は2.6eVで, 導電率は温度低下と共に急激に低下し, 液体窒素温度で10^<-16>S/cm以下となり, 破壊電界も3MV/cm程度とかなり高い. 従って, これらの共役系高分子は極低温絶縁材料として電気的に充分の性能を備えている事が明らかとなった. (2)共役系高分子であるポリチオフェン, ポリピロールの熱拡散率を調べた所それぞれ, 0.019cm^2/sec, 0.028cm^2/secという値を得た. これは従来のポリエチレン等の絶縁性高分子に比べて1桁以上大きく, 熱的な面からもすぐれている事が明らかとなった. (3)ポリチオフェンの機械強度は, 約80MPa, ヤング率2.54GPaと極めて高く, 機械的にも優れている事がわかった. また, 冷却による収縮も小さいと予想されることもわかった. (4)ロール延伸法でポリエチレンを超高延伸した試料の電気的性質, 機械的性質を調べた. この超高延伸ポリエチレンの導電率は延伸と共に低下する. これはキャリヤー移動度の減少とともにトラップ密度の変化等を反映している事が明らかとなった. この試料の絶縁破壊強度は極低温においても, 約6〜7MT/cmという高い値を示した. (5)超高延伸ポリエチレンの機械的強度は室温においても0.4GPa程度と高いが, 液体窒素温度では1GPaにも達する事を見い出した. (6)以上の事から, 高分子の分子構造と高次構造を制御すれば, 電気的にも機械的, 熱的にも, 優れた極低温絶縁材料を作成する事が可能であることが明らかとなった.