CO_2レ-ザ-による高温超伝導材料の作成と物性改質に関する研究

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03650112
• Research Institution: Himeji Institute of Technology
• Principal Investigator: 長谷川 素由 姫路工業大学, 工学部, 教授 (80180868)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小西 康夫 姫路工業大学, 工学部, 助手 (40215299) ; 格内 敏 姫路工業大学, 工学部, 助教授 (10101130) ; 長谷川 素由 姫路工業大学, 工学部, 教授 (80180868)
• Keywords: 高温超電導体 / YーBaーCuーO / CO_2レ-ザ加工 / 高性改質

Research Abstract

超電導研究にレ-ザ-加工機を併用する理由は、高温超電導体にレ-ザという非常に高密度なエネルギで熱処理を施すことにより、その材料構造の物性改質を図ろうとするためである。レ-ザ焼き入れの特徴として、処理物の熱ひずみによる変形が小さく、レ-ザ照射後に水や油などによる冷却手段を施す必要の無いクリ-ンな処理が可能で、しかも短時間加工ができる。
昨年度までの研究成果として、焼成2時間半と焼結1時間半を行ったものに出力40W・スキャン周波数42Hzのレ-ザ熱処理を施した試料は、セラミックス結晶内の酸素量増加、表面の液相析出、結晶粒子の再配列により、臨界温度が向上すること、また、同じ焼成・焼結をしたものにレ-ザ出力200W・スキャン周波数42Hzで熱処理を施した試料は、大幅に結気的反発力(マイスナ-効果)が向上することが挙げられる。
本年度は、これまでの成果を確認するとともに、CO_2レ-ザの特徴を活かしたさらなる試料製作時間の短縮を図ることである。試料製作には、原料粉の混合・粉砕、電気炉による焼成、圧粉、CO_2レ-ザによる物性改質を行い、試料の電気抵抗および磁化率測定には液体窒素を用いた直流4端子法を採用し、自動計測できるようにプログラムの改良を行った。
本年度得られた成果は次のようにまとめられる。
(1)YーBaーCuーO系素材の焼成後に焼結行程を省くことにより、焼結行程にかかる時間を計7時間半短縮し、焼成後に焼結するものに比べ製作時間を約半分まで短縮することができる。
(2)焼結行程を省き、焼成のみでレ-ザ出力116W・スキャン周波数90Hzのレ-ザ熱処理を施すことにより、その物性を焼成・焼結した試料に近づけることが可能である。

Research Products

• [Publications] M.Hasegawa,Y.Konishi,T.Takasgi: ""The Improvement of YーBaーCuーO Superconductor by CO_2 Laser HeatーTreatment"" International Journal of The Japan Society Precision Engineering Vol.25,No.4(Dec.1991),pp.299〜300.