2017 Fiscal Year Annual Research Report
高Ic高温超伝導線材の創出のための磁気科学的材料エンジニアリング
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17H03235
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
堀井 滋 京都大学, エネルギー科学研究科, 准教授 (80323533)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
下山 淳一 青山学院大学, 理工学部, 教授 (20251366)
一瀬 中 一般財団法人電力中央研究所, 電力技術研究所, 上席研究員 (70371284)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 間欠回転磁場 / 磁場配向 / 焼結 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
第1年度である平成29年度では、RE123の結晶粒レベルの磁気異方性の制御を実現するため、まず双晶が配向度へどの程度影響を与えるのか明らかにした。双晶を含むRE123粉末（RE=Y,Er,Dy）と双晶を含まないRE124粉末（RE=Y, Er）について、様々な間欠回転条件でエポキシ樹脂中、室温で配向させ粉末配向体を作製した。過去に研究代表者が得た双晶を含まない場合のRE247相の磁気異方性がRE123相およびRE124相にも適用できると仮定して、双晶の影響を無視した配向エネルギーを算出した。XRD測定（極点図）から粉末配向体の配向度と上記の配向エネルギーの関係を明らかにした。その結果、双晶を含むRE123粉末の配向に必要な配向エネルギーがRE124粉末にそれに比べて10倍以上必要であることがわかった。定性的には、双晶の存在によって、粒子のもつ結晶粒レベルの磁気異方性が低下し、必要な配向エネルギーが高エネルギー側にシフトしたものと理解できる。RE123粒子の双晶組織の観察に向けて、第1年度では、透過型電子顕微鏡を用いてRE123粉子の双晶組織を明らかにするには観察用の樹脂の中でc軸配向させることが効率的であると判断し、磁場配向に向けた樹脂の硬化条件など試料調製条件の探索を進めた。具体的には、試料加工時においてRE123粒子と樹脂の強度が近いことが望ましいため、高い磁場配向度を実現できる熱硬化性樹脂の前処理温度を決定した。また、三軸配向成型体作製に必要な緻密化プロセス開発に向けて、第1年度では大気中での固相焼結条件を明らかにした。
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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
透過型電子顕微鏡による双晶組織の観察については、観察すべき面がab面で決まっていることから、観察試料作製の工夫により効率的なab面観察が可能となると判断し、磁場配向+樹脂埋めの方法を選択した。現時点では磁場配向可能な硬化前の樹脂の粘性制御などの試料調製条件の最適化を進めている段階にある。第1年度での双晶組織の観察には至っておらず進捗としては若干遅れている。一方で、双晶を含むRE123粉末（RE=Y,Er,Dy）と双晶を含まないRE124粉末（RE=Y, Er）について、様々な間欠回転条件でエポキシ樹脂中、室温で配向させた粉末配向体を作製し、双晶の有無によるRE-Ba-Cu-O粒子の配向挙動の違いを明らかにした。これについては、当初の計画通りに進められている。また、三軸配向成型体の作製に向けてもう一つの重要なプロセスである緻密化については、大気中での熱処理温度と相対密度の関係についての理解が順調に進んでいる。また、211相の微量添加による粒径制御と緻密性の実現の可能性についても進展があった。これらの研究成果について全体的に見れば、おおむね順調に研究が進められていると判断できるものと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
第2年度について、基本的には研究計画通りに遂行する。第2年度には、粒径およびアニール条件を変数としてRE123粒子の双晶制御を行うとともに、RE種に応じた緻密化条件の探索を進める。また、双晶組織観察に向けたc軸配向させた観察用試料の調製条件についても確定させる予定である。
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