2016 Fiscal Year Research-status Report
微細構造情報を駆使した高均一テスラ級磁場を発生するMgB2超伝導バルク磁石の開発
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15K04718
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| Research Institution | Iwate University |
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Principal Investigator |
内藤 智之 岩手大学, 理工学部, 准教授 (40311683)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤代 博之 岩手大学, 理工学部, 教授 (90199315)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 超伝導バルク磁石 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではMgB2超伝導バルク磁石を応用展開すべく、その捕捉磁場の強力化をテーマにしている。MgB2バルク磁石の強力化には、まず緻密なMgB2バルクを作製する必要がある。我々は特別な加圧炉無しで充填率90%以上のバルクが作製可能な浸透法に着目して研究してきた。昨年度の成果から、浸透および反応過程を最適化することによって高品質かつ高い捕捉磁場特性を有するバルクが実現できると期待される。そこで、本年度は浸透および生成過程に対する知見を得ることで浸透法によるMgB2バルク作製の最適条件を明らかにすることを目的とした。焼結温度を700～900℃、保持時間を0～9時間の範囲でMgB2を作製し、臨界電流密度を測定したところ、700℃試料が最も良い臨界電流密度特性を示した。微細組織観察および組成分析から以下のことが明らかとなった。700℃試料ではMgB2の体積分率は小さい(未反応のMgおよびBが多く残存している)が、MgB2の粒サイズが小さい(ナノサイズ)。一方、900℃試料ではその逆であった。つまり、700℃試料の優れた臨界電流密度特性はナノサイズMgB2粒の粒界ピン止めによってもたらされたと考えられる。従って、焼結条件の工夫によって未反応のMgとBの反応を促進させることで更なる高臨界電流密度化が期待できる。今年度以降では熱的安定性の高い構造を考える予定であった。熱的安定性を高めるにはバルクに侵入した磁束の動きを制限すれば良いことから、MgB2バルクリングとステンレスリングが交互に配置された同心円形状のバルクを作製した。その結果、比較的低温である12Kで磁束跳躍を起こすことなくバルク中心で1.6テスラの捕捉磁場が得られた。従って、この構造が熱的安定性に寄与することが明らかとなった。ただし、今後MgB2の体積分率を上げることで捕捉磁場値を向上させる必要がある。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
浸透法によるMgB2バルクの作製条件最適化の指標を立てることが出来た。。また、2年目以降の実施予定内容の一つである高い熱的安定性を有するバルクの実現に関して、同心円構造のバルクが熱的安定性に寄与することを示すことが出来た。以上のことから上記の評価とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
概ね順調に研究を進めてきている。最終年度となるH29年度はNMR用MgB2バルク磁石ユニットの試作に向けて、浸透法によるリング形状MgB2バルクの作製を行い、実際に積層型ユニットでの着磁実験を行う。また、シミュレーションによってユニット構造の最適化を行い、実機の構成へ反映させる。
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| Causes of Carryover |
成果発表を予定していた国際会議に参加できなかったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
発表予定の内容を4月開催の国際会議(Intermag2017、ダブリン、アイルランド)で発表するための旅費および参加登録費に使用する。
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Research Products
(6 results)
