2018 Fiscal Year Research-status Report
MgB2超伝導材の緻密化と構造制御による材料組織学に基づいた臨界電流向上の試み
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18K14012
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
嶋田 雄介 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (20756572)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 超伝導材料 / 電子顕微鏡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成30年度はHIPによるMgB2バルクの作製を試みた。また、組織解析技術として、MgB2よりも解析の難度が低いCu合金を試料としてFIB-SEMを用いたポアの三次元分布評価を、EELSなどの解析に有利な遷移金属が多く含まれる鉄系超伝導体バルクを用いて粒間組織評価を試みた。その結果、以下の知見を得た。
(1)HIPによるMgB2の作製については、粉末の種類から混合法、前処理の有無、シース材の選択をおこなった。粉末の種類は、マグネシウムとホウ素粉末を乾式ボールミルにより混合したもの、MgB2粉末を湿式ボールミルにより粉砕したものなどを用いることとした。シース材はCu添加を期待して純銅の使用を試みたが、銅が他元素と反応しやすいこと、またその多くが共晶反応のため焼結温度を上げることが難しいことから、純鉄をシース材として使用することとした。また、シース材を用いない方法として、冷間等方圧加圧(CIP)法によりMgB2のペレットを作製し、そのままHIP焼結を行う方法も進めており試作まで進めている。
(2)ポアの三次元分布評価は研究協力者の菱沼良光准教授の協力を得てすすめている。現在のところ、Cu合金中の焼結時に形成したポアのデータ取得は終えており、再構築によりイメージングを進めているところである。MgB2では取得条件が変わることが予想されるが、得られるであろうデータのおおよその空間分解能などの情報を得ることができた。鉄系超伝導体の粒間組織解析では、ナノスケールにおいてEELSを用いることで精度よくBa元素の粒界への濃化を明らかとすることができるなど、EELSを用いやすいCu元素をターゲットとする本研究に鉄系超伝導体で用いた解析技術をそのまま適用できることがわかった。
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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
研究実績の概要に示した通り、作製および解析技術のいずれにおいても手法の確立が進んでおり、試作も進んでいることから本研究課題は概ね順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き申請書に記載の研究計画にとって実施する。特に作製においてはCu元素の添加手法の検討・確立を第一の目標とし、得られたバルクから粒間組織解析を進めていく。また粒間組織解析のひとつとして、FIB-SEMをもちいた三次元的な結合についても評価を行い、HIPによる高圧焼結の有効性を検討する予定としている。
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| Causes of Carryover |
購入予定の装置（熱処理炉）の設計に時間がかかったため。設計は現在もすすめており、次年度前期までの納品を計画。
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