2018 Fiscal Year Annual Research Report

Feasibility Study on Diagnostic Method for Mechanical Damages in High Temperature Superconducting Wires Using Ultra Sonic Waves

Research Project

Project/Area Number	16K14219
Research Institution	Meiji University
Principal Investigator	野村新一明治大学, 理工学部, 専任准教授 (90401520)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	二ノ宮晃明治大学, 研究・知財戦略機構, 研究推進員(客員研究員) (50119351)
Project Period (FY)	2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords	高温超電導線材 / 超電導コイル / 超音波 / 機械的欠損 / 層間はく離 / 伝達特性
Outline of Annual Research Achievements	本研究は，「超音波を用いたイットリウム系（Y系)高温超電導線材の機械的欠損診断法を確立する」ことを研究目的としてきた。本研究は，一対のAE（アコースティックエミッション）センサーをテープ形状のY系線材に挟むように設置し，一方のAEセンサーから超音波を送信し，他方のAEセンサーでその信号を受信して入出力間の信号伝達特性を評価することでY系線材内部で発生する機械的欠損の可能性のある部位を検出する方法の可能性を検証することを目的としてきた。当初，コイル巻線を想定してY系テープ線材を数枚重ねて，層間はく離が検出できるかについても検討を進めていく計画にあったが，本研究では，まずはY系テープ線材一枚について層間はく離をAEセンサーで検出する診断精度を高めること，つまり実験の再現性を高めることに焦点を絞り研究を遂行した。再現性向上のため，センサー押し付け荷重の管理，センサーと線材との接触面の位置決め精度向上，センサーに塗布するグリース量を2マイクロリットルで管理することなど，適宜実験装置を自作・改良し研究を進めた。その結果，センサー取り外しと設置を5回繰り返した場合でも，極めて再現性の良い信号伝達特性を得ることができた。この結果は，信号伝達特性から機械的欠損のない健全な状態と層間はく離が生じた状態での違いを区別できうる可能性のある診断装置の技術的な手法を確立できたことを示唆している。開発した診断装置を用いて，Y系線材を熱的にはく離させた場合と機械的にはく離させた場合の試料を作成し，臨界電流値の劣化特性と本診断法による信号伝達特性に関して比較検討した。その結果，はく離をさせた試料は健全な状態に比べ，信号伝達特性が減衰することが確認された。しかし，臨界電流の劣化特性との相関性に関しては，研究を継続し詳細な検討が必要であることが明らかとなった。