2021 Fiscal Year Annual Research Report
鉄系高温超伝導体を用いた無冷媒高磁場強度バルク磁石の開発
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19H02179
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
永崎 洋 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 首席研究員 (20242018)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊豫 彰 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 上級主任研究員 (50356523)
荻野 拓 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (70359545)
石田 茂之 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (90738064)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 超伝導 / バルク磁石 / 鉄系高温超伝導体 / SPS法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
【2021年度】
これまでに原料の酸素分析から微量の酸素のコンタミネーションがあることを確認した。
SEM観察によりこのような酸化物は粒界に析出しやすいことが明らかになった。このような粒界の酸化物は粒間結合を悪くすると考えられるため、バルク作製プロセス中の酸素混入抑制が重要と考えた。原料に含まれる酸素量を低減するため、比較的融点の低い金属CaやFeAs先駆体について、溶解による酸化物の分離を試みた。また原料および多結晶体試料を取り扱うグローブボックスについて、酸素濃度を0.5 ppm程度に保てるように改良した。SEM観察の結果から、バルク体に含まれる酸化物の析出量の低減に成功したことが確認された。一方で、バルクの臨界電流特性・捕捉磁場特性には大きな改善が見られなかった。この要因としては、マイクロクラックの発生による粒界結合の劣化が考えられる。マイクロクラックの抑制により、バルク特性が大きく向上すると期待される。
【2022年度】
昨年度までの結果をもとに、鉄系バルクの特性の律速要因として、マイクロクラックの発生が課題と考えた。このクラックの発生は焼結後の冷却過程におけるバルクの大きな熱収縮にあると考えた。クラック発生を防ぐため、放電プラズマ焼結（SPS）法で作製したバルクに、追加で熱間等方加圧（HIP）処理を行った。熱処理後の冷却過程でもガス圧を保持することにより、HIP後のバルクでは捕捉磁場特性の向上が見られた。一方で、HIP処理には、バルクを適切な径の金属管に入れて両端を溶接する過程が必要であり、より簡便な手法の開発が今後の課題。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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