2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of practical Nb3Sn superconducting wire using Ceramic Coatings for Nuclear Fusion reactor
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26420856
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| Research Institution | Daido University |
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Principal Investigator |
町屋 修太郎 大同大学, 工学部, 准教授 (40377841)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西島 元 国立研究開発法人物質・材料研究機構, その他部局等, その他研究員 (30333884)
長村 光造 公益財団法人応用科学研究所, その他部局等, 理事・特別研究員 (50026209)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 残留応力 / 残留ひずみ / 複合材 / 超電導 / 線膨張係数 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は、前年度に引き続き、アンモニア窒化を行って試料を作成した。時間短縮のために、熱処理時間を半分にした試料の試作も行い、十分にNb3Snが生成できていることを確認した。窒化層は、あらかじめ７μｍコートしたCr層を、ほぼ完全に窒化することに成功した。試料ができたことにより、当初計画通り、Ｘ線応力測定を行った。Nb3Snフィラメントは回折強度が弱く、15kWのロータ管球のＸ線装置でも、十分な回折強度が得られなかったが、６本並べて測定することと、１プロファイルを測定するのに、10回測定を行い３時間程度かけ後から、プロファイルを合成する手法で、十分な回折強度を得ることに成功し、Ｘ線応力測定を行うことができた。また、得られたNb3Sn線材の低温の線膨張係数測定も併せて行った。直径0.8mmのNb3Sn線材に、特注の極小ひずみゲージを貼り付け、線膨張係数を測定することに成功した。線膨張係数は、どの試料も、３回測定を行ったが、回数ごとに、異なる挙動を示すことを明らかにした。１回目と２回目と３回目で、線膨張係数が異なり、これは、銅部分の降伏により、弾塑性的な挙動が起こっていることを示唆している。得られた線材については、引張試験を行い、ヤング率、0.2%耐力ともに向上していることが確認できた。コーティングなしの線材のヤング率は89.5GPaであり、コーティングしたものは95.3GPaとなり、6.4%弾性定数が向上した。0.2%耐力はコーティングなしが119MPaからありのものが134MPaと12.6%も向上し大幅に改善できた。Nb3Sn線材の熱処理には、酸化防止のため、通常希ガスのガスフロー用いているが、これをアンモニアガスフローに置換するだけで、大幅な機械特性の改善が見込めることを証明することができ、今後、先進的な超伝導線材の強化技術として利用できると思われる。
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Research Products
(2 results)
