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2005 Fiscal Year Annual Research Report

酸化物高温超伝導複合線材のマルチスケールメカニクスに基づく超伝導特性の向上

Research Project

Project/Area Number 16360053
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

北條 正樹  京都大学, 工学研究科, 教授 (70252492)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 田中 基嗣  京都大学, 工学研究科, 助手 (30346085)
菅野 未知央  京都大学, 工学研究科, 助手 (30402960)
安達 泰治  京都大学, 工学研究科, 助教授 (40243323)
Keywords高温超伝導材料 / 複合材料 / Bi2223 / 熱残留応力 / 熱履歴 / 臨界電流 / フィラメント破断 / ボイド率
Research Abstract

本研究では,マクロから結晶粒界の状態に至るまでのマルチスケールの力学的観点から,Bi2223/銀 酸化物高温超伝導複合線材について,優れた超伝導特性を実現する要件を提案することを目的とする.微視的構成要素について熱履歴,外的な静的・繰返し荷重に対するひずみを解析し,Bi2223フィラメント破壊の微視空間分布観察と併せ,メゾ的な因子が超伝導特性に及ぼす影響を体系化し,最適化を行う.本年度の成果は次のように要約される.
1)Bi2223/Ag/Ag-ally複合線材において,Ag alloyのみを溶解した線材の引張り試験を行ない,特殊な超軽量伸び計を用いることで,応力-ひずみ関係を精密に測定した.このAg alloyのみを溶解した線材では,Agが負担する応力が低いため,Bi2223の力学特性を直接に近い形で評価することが可能である.この新しい評価法をAg alloy溶解法として提案した.
2)Bi2223の弾性率に関しては,Agの加工硬化がわずかであることとあいまって,約1/100の精度で特定することができた.加圧焼成法を用いた材料に関しては,弾性率が140GPaと非常に高いことが証明されたとともに,従来材では,弾性率の評価値がフィラメント抽出試験で求めた弾性率と一致することを明らかにし,本評価法の信頼性が裏付けられた.
3)複合線材においては各構成要素に複雑な熱残留応力が作用しているため,従来の方法ではBi2223フィラメントの破断ひずみの特定が困難であった.Ag alloy溶解法を破断ひずみにも適用することにより,0.08%の微小な破断ひずみを6/100の精度で確定することができた.
4)曲げ変形が臨界電流およびBi2223フィラメントの破壊特性に及ぼす影響に関しては,曲げ変形に付随してはく離破壊が発生すること,およびはく離による応力分布の変化を考慮することにより,臨界電流の低下が解析的に評価できることを示した.

  • Research Products

    (6 results)

All 2006 2005 Other

All Journal Article (6 results)

  • [Journal Article] Mode I Delamination Fatigue Properties of Interlayer-toughened CF/epoxy Laminates2006

    • Author(s)
      Hojo, M., Matsuda, S., Tanaka, M., Ochiai, S., Murakami, A.
    • Journal Title

      Composite Science and Technology 66・5

      Pages: 665-675

  • [Journal Article] Analysis of mesoscopic stress states with delamination and their relation to critical current under bending deformation in Bi2223/Ag superconducting composite tapes2005

    • Author(s)
      Hojo, M., Nakamura, M., Tanaka, M., Adachi, T., Sugano, M., Ochiai, S., Osamura K.
    • Journal Title

      Superconductor Science and Technology 18・12

      Pages: S356-S363

  • [Journal Article] Influence of Delamination Location on Mesoscopic Stress State and Critical Current under Bending Deformation in Bi2223/Ag Superconducting Composite Tapes2005

    • Author(s)
      Hojo, M., Nakamura, M., Tanaka, M., Adachi, T., Sugano, M., Ochiai, S., Osamura K.
    • Journal Title

      Physica C : Superconductivity and its applications 426-431,Part 2

      Pages: 1205-1210

  • [Journal Article] Microscopic Yielding of CF/epoxy Composites and the Effect on the Formation of Thermal Residual Stresses2005

    • Author(s)
      Hobbiebrunken, T., Fiedler, B., Hojo, M., Ochiai, S., Schulte, K.
    • Journal Title

      Composites Science and Technology 65・10

      Pages: 1626-1635

  • [Journal Article] Influence of Non-uniform Fiber Arrangement on Tensile Fracture Behavior of Unidirectional Fiber/epoxy Model Composites2005

    • Author(s)
      Tanaka, M., Hojo, M., Hobbiebrunken, T., Ochiai, S., Hirosawa, Y., Fujita, K., Sawada, Y.
    • Journal Title

      Composite Interfaces 12・3-4

      Pages: 365-378

  • [Journal Article] Direct measurement of elastic modulus of Nb3Sn using extracted filaments from superconducting composite wire resin impregnation method

    • Author(s)
      Hojo, M., Matsuoka, T., Hashimoto, M., Tanaka, M., Sugano, M., Ochiai, S., Miyashita, K.
    • Journal Title

      Physica C : Superconductivity and its applications (In press)

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Published: 2007-04-02   Modified: 2016-04-21  

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