2019 Fiscal Year Annual Research Report
Superconducting joints in high temperature superconducting wires using MgB2
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18F18714
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
松本 明善 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 主幹研究員 (50354303)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
PATEL DIPAKKUMAR 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2018-10-12 – 2021-03-31
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| Keywords | 超伝導 / 超伝導接合 / 臨界電流密度 / 磁場減衰 / 微細組織観察 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
二ホウ化マグネシウム（MgB2）は2001年に日本で超伝導特性が発見された物質である。現在、いくつかの会社が１kmを越えるような線材を作製し、販売するに至っている。しかしながら、実際の超伝導マグネットや送電線として利用するためには全長で数十km級の線材が必要となる。そのような中、線材同士の超伝導接 続技術は実用化のためには欠かすことの出来ない技術である。超伝導接続では超伝導線材の中の超伝導体同士において超伝導電流経路を形成する必要があり、接合界面付近は不純物や欠陥が多く存在し、電流阻害要因となっている。本研究では簡易的且つ再現性の高い超伝導接続技術開発、材料科学的に重要な界面間に超伝導電流経路を確保するためのナノスケールの組織制御による超伝導接続技術の確立、さらに種々の温度域、磁場環境下での評価技術の確立を目指す事を目的とする。
本年度は昨年度新たな発見に至った再熱処理線材の特性変化について種々の線材に対してその効果を確認した。特性改善が得られた市販線材は1つの線の中に多くのフィラメントを埋め込んだ構造をしている多芯線材であった。これは1回の熱処理では不均一な領域が多数存在しており、2回目の熱処理によってそれらのフィラメントが再熱処理されて均質になったためであると考えられる。MgB2は通常マグネシウムとホウ素が反応する際に発熱反応を伴い、燃焼合成反応によって反応が進む。2度目の熱処理によって熱駆動力が与えられ、均質なフィラメントの数が増加したと考えられる。また、未熱処理MgB2線材において超伝導接続を行い、その特性の評価を行った。磁場減衰評価の結果、10^(-15)Ω級の超低抵抗を達成していることがわかった。
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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
昨年度、新たに発見した2度熱処理による特性変化の解明が終了したとともに超伝導接続自体についても従来の接続技術をしのぐ結果を得ることに成功した。このため当初予定していた以上の成果が1年で得られた。初年度においては準備のために多くの時間を費やしていたと共に新規の発見があったために遅れていると感じていたが、昨年度は従来の軌道に則り、順調に推移していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
特別研究員の任期は7月までであるので、今年度は主にこれまでの総まとめを行うことに重点を置く。一方で、新たな知見が得られつつある超伝導線材同士の接続に関しては開発した接続方法についてより広範な線材への適用性を検討する。熱処済線材における超伝導接続は困難且つ挑戦的な課題であり、すでに販売が開始されている市販線材への適用について引き続き検討を行う。特に市販線材においては1つの線材の中に多数のフィラメントが埋め込まれた形状をしており、それらのフィラメント同士を接続する手法を開発する。
得られた知見は論文及び国内、国際会議等での発表を行っていく。
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