高性能高温超伝導複合体開発のための機械-電磁気特性の基礎研究

2008 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19360289
• Research Institution: Research Institute for Applied Sciences
• Principal Investigator: 長村 光造 Research Institute for Applied Sciences, 研究部, 名誉教授 (50026209)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鈴木 裕士 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究員 (10373242) ; 町屋 修太郎 大同工業大学, 機械工学科, 講師 (40377841)
• Keywords: 機械・電磁気特性 / 臨界電流 / ヤング率 / 耐力 / 不可逆歪 / 中性子回析 / 残留歪 / 高温超伝導

Research Abstract

BSCCOテープおよびReBCOテープ線材について液体窒素温度で引張応力下において臨界電流測定を行った。とくに応力の負荷、除荷による臨界電流の可逆性から不可逆性が始まる不可逆歪(Airr)と応力(Rirr)及び臨界電流が99%までに減少したときの歪(A99%)と応力(R99%)を求めた。これより弾性領域における臨界電流の歪依存性Ic(A)を定量化するとともに、不可逆歪と耐力の相関を考察した。平成19年度に製作した光学式熱膨張係数測定装置用いて熱膨張係数を測定した。これらをふまえ機械-電磁物性の実験から作製条件の異なるBSCCO線材およびBeBCOテープ線材におけるforce free strainと臨界電流の歪依存性の関連を解明した。
JAEA東海研究所に設置した中性子残留歪測定装置で5Kから77Kにおける超伝導層中の残留歪を直接測定した。この実測値を基礎に歪の臨界電流への影響を考察するより改良されたモデルを構築した。これにより材料の段階から工業的臨界電流密度、臨界電流の耐歪依存性、機械的特性等を任意に精度よく推定できるようになった。これより材料メーカーに臨界電流の劣化の少ない、より高い臨界電流をもつ、かつ高強度な材料にはどのような線材の複合構造であれば良いか提案する方法論を明らかにした。
これらの研究成果を5編の学術論文として、また6回にわたり学術講演会で公表した。

Research Products

• [Journal Article] Internal Residual Strain and Critical Current Maximum of Surrounded Cu Stabilized YBCO Coated Conductor (2009)
  • Author(s): Kozo Osamura, Michinaka Sugano, Shytaro Machiya, Hiroki Adachi, Shojiro Ochiai, Masugu Sato
  • Journal Title: Supercond. Sci. Technol. 22 Pages: 065001-065006
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The direct evalution of the internal strain of biaxially textured YBCO film in a coated conductor using synchrotron radiation (2009)
  • Author(s): Sugano M, Machiya S, Osamura K, Adachi H, Sato M, Semerad R, Prusseit W
  • Journal Title: Supercond. Sci. Technol. 22 Pages: 015002-015008
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Reversible Strain Limit of Critical Currents and Universality of Intrinsic Strain Effect for REBCO Coated Conductors (2009)
  • Author(s): Osamura K, Sugano M, Nakao K, Siohara Y, Ibi A, Yamada Y, Nakashima N, Nagaya S, Saitoh T, Iijima Y, Aoki Y, Hasegawa T, Kato T.
  • Journal Title: Supercond. Sci. Technol. 22 Pages: 025015-025021
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 高温超電導材料の電磁気的・機械的特性の評価 (2009)
  • Author(s): 長村光造, 和田仁, 落合庄治郎, 北條正樹, 松下照男, 和田調, 菅野未知央, 町屋修太郎, D. Larbalestier, A. Nyilas, W. Prusseit, A. Otto, D. Hampshire
  • Journal Title: 低温工学 44 Pages: 146-158
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] In situ strain measurements by neutron diffraction and residual stress estimation in Ag-sheathedBi2223 superconducting composite tapes (2008)
  • Author(s): S Machiya, K Osamura, H Suzuki, T Kato, N Ayai, K Hayashi, K Kato
  • Journal Title: Supercond Sci. Technol. 21 Pages: 054007-054012
  • Peer Reviewed
• [Journal Article]
• [Presentation] パルス中性子を用いた高温超伝導テープ線材のひずみ測定 (2009)
  • Author(s): 町屋修太郎, 長村光造, 鈴木裕士, ハルヨステファヌス, 伊藤崇芳, 土屋佳則
  • Organizer: 第80回2009年度春季低温工学・超電導学会
  • Place of Presentation: 東京都早稲田大学
  • Year and Date: 20090513-20090515
• [Presentation] ラミネート構造を持つBSCCOの臨界電流における可逆的ひずみ限界の改善とその非破壊的評価法 (2008)
  • Author(s): 町屋修太郎, 長村光造, 鈴木裕士, 落合庄治郎, 綾井直樹, 林和彦, 佐藤謙一
  • Organizer: 第79回2008年度秋季低温工学・超電導学会
  • Place of Presentation: 高知県高知市文化プラザ かるぽ一と 高知市中央公民館
  • Year and Date: 20081112-20081114
• [Presentation] YBCO導体における超電導層中の局所歪 (2008)
  • Author(s): 長村光造, 菅野未知央, 町屋修太郎, 足立大樹, 佐藤優, 落合庄治郎, Xie Yi-Yuan
  • Organizer: 第79回2008年度秋季低温工学・超電導学会
  • Place of Presentation: 高知県高知市文化プラザ かるぽ一と 高知市中央公民館
  • Year and Date: 20081112-20081114
• [Presentation] RE123線材における超伝導特性に及ぼす応力・ひずみ効果-引張・圧縮試験による評価 (2008)
  • Author(s): 菅野未知央, 崔世鎔, 伊藤喜久男, 木吉司, 宮副照久, 宮松和浩, 安藤努, 和田仁, 長村光造, Werner Prusseit
  • Organizer: 第78回2008年度春季低温工学・超電導学会
  • Place of Presentation: 東京都明星大学
  • Year and Date: 20080526-20080528
• [Presentation] 銅合金をラミネートしたDI-BSCCO線材の機械特性 (2008)
  • Author(s): 長部吾郎, 綾井直樹, 上純, 山崎浩平, 菊地昌志, 長村光造, 北條正樹, 大澤健太
  • Organizer: 第78回2008年度春季低温工学・超電導学会
  • Place of Presentation: 東京都明星大学
  • Year and Date: 20080526-20080528
• [Presentation] 3ply-DI-BSCCOテープ中のBSCCOフィラメント破断ひずみの増大 (2008)
  • Author(s): 大澤健太, 北條正樹, 長村光造, 綾井直樹
  • Organizer: 第78回2008年度春季低温工学・超電導学会
  • Place of Presentation: 東京都明星大学
  • Year and Date: 20080526-20080528