Study on electromagnetic bonding technology of integrated superconducting bulk for optimal magnetic configuration

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K04413
• Research Institution: Yokohama National University
• Principal Investigator: 山岸 一人 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 特別研究教員 (10293177)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 集積型超伝導バルク / 光学的表面観測 / 高精度表面磁束分布測定 / 新しい分割加工技術 / 最適な接合技術 / 超伝導時期軸受

Outline of Annual Research Achievements

我々は、超伝導バルクを応用した非接触磁気軸受実用化の基礎研究を行っている。その目標の中で最も困難な技術的課題である、磁気的接合技術に関する問題が今回の研究課題となっている。本研究実施２年目の目標は、『接合プロセスの検討』であり、研究実施計画に基づいて次の①～③の項目について実施したので、それぞれの実績について報告する。
まず、令和3年度については、遅れていた固定用治具の製作を早期に行い、形状検討モデルの基本モデル（先行研究で検討してきた立方体モデル）を比較対象として、これまで収集してきたバルク単体のデータと、固定用治具を使った新たな提案モデルの接合部について接合面の様子を光学的観測と磁束密度分布測定によって観察し、接合モデルとして最適なモデルの検討を進めた。次にその最適形状での①接合プロセスを提案し、作業条件の抽出に基づいてプロセスを決定していった。
また、接合面の様子を磁気的に観察する②細部磁束密度分布測定については、購入予定であったDSPガウスメータを使用する予定であったが、測定スピードの問題から計画を変更し、これまでの測定装置の制御部分を改造して用いることとした。この装置改造については、別の研究課題を行っていた際に用いた方法を用いることにより、測定精度とスピードの両方を向上させることができた。
これらの測定データを使って③接合面の電流密度分布（Jc）を磁界解析ソフトによって計算を行い、目標である接合プロセスを決定した。
なお、検討している最中に、超伝導バルクを着磁する装置が不調となっており、予定性能の半分程度での着磁しかできず、得られたデータを再収集する必要があるかは、最終年度に検討することとした。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本研究の進捗状況に影響を及ぼした一番の問題点は、実験に使用する着磁装置の不調によるものである。着磁装置の冷却用コンプレッサーの不調により、予定性能の半分程度での着磁しかできず、得られたデータを再収集する必要があるかは、最終年度に検討することとした。この装置のメンテナンスについては、本研究課題の予算において修理を行うための費用は予定しておらず、そもそも本研究予算から支出できる金額を大幅に超えるものであったため、メンテナンスをあきらめ、現状で行うことが可能な条件でデータ収取を行うこととした。
また、前年度から流行している新型コロナ感染症のため、社会生活全体が大きく滞ったこともあり、研究全体の計画に遅延が生じている。課題進捗についてやや遅延している状況については、今後の取り組みで追いつく予定であり、よりスピードアップして行うことで、目標を計画通りに進めていく予定である。

Strategy for Future Research Activity

令和４年度の研究の進め方については、予定している全体評価として行う磁気軸受への検討モデル組み込みによる評価試験に向けて準備を行い、その試験結果をもとに問題点の抽出と対応を決めて実施していくこととしている。
また、今後の状況にも左右するが、新型コロナ感染症の影響が緩和され、学会等の開催が元に戻ってきた場合、これまで未発表になっている研究成果について、国内の学会や国際会議等においてまとめて発表を行っていきたい。さらに、関連分野の研究者達との意見交換によって本研究の方向性について確認をおこなっていきたいと考えている。