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ミクロ構造設計による低交流損失高温酸化物超伝導線材開発のための基礎研究

研究課題

研究課題/領域番号 11694139
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電子・電気材料工学
研究機関横浜国立大学

研究代表者

塚本 修巳  横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 教授 (30017975)

研究分担者 太田 昭男  豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (10124728)
住吉 文夫  鹿児島大学, 工学部, 教授 (20136526)
熊倉 浩明  物質・材料研究機構, 材料研究所研究基盤センター, 第1サブグループリーダ
雨宮 尚之  横浜国立大学, 工学部, 助教授 (10222697)
研究期間 (年度) 1999 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
9,800千円 (直接経費: 9,800千円)
2001年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2000年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
1999年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
キーワード高温酸化物超伝導 / 交流損失 / ミクロ構造 / イットリウム系線材 / バリア線材 / ビスマス銀シース線材 / 磁化損失 / イットリウム
研究概要

高温酸化物超伝導体は低温金属超伝導体に比較し運転温度が高いので冷却のためのコストが少なく,交流電気機器への応用が期待されている.しかし,交流応用の実用化のためには,高い線材電流密度を維持しながら一層の交流損失低減が必要である.交流損失には線材のミクロ的な構造が大きく関わることに着目し,本研究は,日欧で共同して(1)超伝導体の交流損失側定法の評価を行い,よって,(2)線材のミクロ構造と交流損失との関係を定量的に把握し,大幅な低交流損失化を実現するための高温超伝導線材のミクロ構造設計法について研究を行うことを目的としている.さらに,(3)日欧の交流応用機器開発および交流損失に関する研究の動向を調査し,今後の本分野における研究方針を明らかにすることも目的としている.
本年度は本研究の最終年度であり,本研究の成果のまとめを以下に示す.
(1)交流損失の評価法:交流損失の評価にはナノボルトレベルの交流電圧を正確に測定する必要があり,混入してくる種々の雑音の原因の同定とその排除法の研究が重要である.日欧の研究機関における測定上のノウハウに関する情報交換を行い測定精度を高めることができた.
(2)交流損失の低減手法:Bi系線材に関し,交流損失低減の鍵となるマルチフィラメント化とフィラメント間の電磁結合抑制法について,特にバリア線材に関してその開発課題を明らかにし今後の研究開発の方向性について知見を得た.さらにY系線材についても交流損失低減に適した線材構造について検討を行い,YBCO薄膜の細分化が有効であるとの結論を得た.また新しい超伝導材料MgBo2の応用の可能性についても検討した.
交流損失に関する研究動向:2000年10月に本研究代表者が実行委員長となり横浜国立大学で超伝導体の交流損失に関する国際WSを開催し,その中で本研究計画参加者も含め日米欧における交流応用機器の開発動向,交流損失の低減法および評価法についての情報交換を行うとともに本研究課題に関わる成果の発表を行った.

報告書

(4件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2001 2000 1999 その他

すべて 雑誌論文 (23件) 文献書誌 (13件)

  • [雑誌論文] Study on Frequency Dependence of AC Transport Current Losses in HTS Tapes Subject to DC Background Field2001

    • 著者名/発表者名
      D. Miyagi
    • 雑誌名

      IEEE Trans. on Applied Superconductivity 11

      ページ: 2449-2452

    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Transport A. C. losses of(Bi, Pb)-2223 multifilamentary tapes with Ca-Cu-O as resistive barrier2001

    • 著者名/発表者名
      P. X. Zhang
    • 雑誌名

      Physica C 357-360

      ページ: 1222-1225

    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Melt-Casting法を用いて作製したBi2212バルク超電導体の導電特性2001

    • 著者名/発表者名
      塚本武彦
    • 雑誌名

      電気学会論文誌B 121-B,No.10

      ページ: 1257-1262

    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fabrication and transport A. C. losses of(Bi, Pb)-2223 mulrifilamentary tapes with resistive barriers2001

    • 著者名/発表者名
      P. X. Zhang
    • 雑誌名

      IEEE Transations on Applied Superconductivity 11

      ページ: 2784-2787

    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Current distributions and AC transport losses for simple parallel conductor composed of Ag-sheathed(Bi, Pb)-2223 multifilamentary tapes2001

    • 著者名/発表者名
      R. Inada
    • 雑誌名

      IEEE Transations on Applied Superconductivity 11

      ページ: 2453-2456

    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Alternating-current transport losses of Ag-sheathed(Bi,Pb)2Sr2Ca2Cu3Ox monocore round wires and tapes2001

    • 著者名/発表者名
      P. X. Zhang
    • 雑誌名

      Superconductor Science and Technology 14

      ページ: 6-10

    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Measurement of transport-current distribution and loss reduction in superconducting wires with transposed Bi-2223 filaments2001

    • 著者名/発表者名
      K. Yamashita
    • 雑誌名

      Physica C 357-360

      ページ: 1218-1221

    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Reduction of Transport Current Losses in Bi-Sr-Ca-Cu-O Wires with Transposed Filaments2001

    • 著者名/発表者名
      F. Sumiyoshi
    • 雑誌名

      IEEE Trans. Appl. Supercond 11

      ページ: 2792-2795

    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fabrication of Bi2Sr2CalCu2Ox superconductor using metallic substrate tape clad with-Ag.2001

    • 著者名/発表者名
      Y. Nemoto
    • 雑誌名

      Physica C 350

      ページ: 69-75

    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Microstructure and superconducting properties of Bi-2212/Ag tapes fabricated using melt-solidification under a temperature gradient2001

    • 著者名/発表者名
      A. Matsumoto
    • 雑誌名

      Physica C 350

      ページ: 147-151

    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] I-V curves and critical currents of Bi-2223/Ag tape and filaments extracted from it2001

    • 著者名/発表者名
      M. Polak
    • 雑誌名

      Physica C 354

      ページ: 242-246

    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Effect of critical current density distribution on AC transport current of HTS. wire2000

    • 著者名/発表者名
      D. Miyagi
    • 雑誌名

      Advances in Cryogenic Engineering(Materials) 46

      ページ: 747-754

    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Study on Relation between AC Characteristics and Critical Current Distribution in YBCO Tape2000

    • 著者名/発表者名
      O. Tsukamoto
    • 雑誌名

      IEEE Trans. on Applied Superconductivity 10

      ページ: 1208-1211

    • NAID

      120000921259

    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Filament decoupling and magnetization loss of multifilamentary Bi2223 superconducting tapes2000

    • 著者名/発表者名
      N. Amemiya
    • 雑誌名

      IEEE Trans. on Applied Superconductivity 10

      ページ: 1204-1207

    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] FEM analysis of AC losses in multifilamentary HTS tapes with various twist pitch and matrix conductivity2000

    • 著者名/発表者名
      N. Amemiya
    • 雑誌名

      Advances in Cryogenic Engineering 46

      ページ: 631-638

    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Reduction in alternating-current transport losses of a(Bi,Pb)2Sr2Ca2Cu3Ox multifilamentary tape-form conductor by the introduction of resistive barriers2000

    • 著者名/発表者名
      P. X. Zhang
    • 雑誌名

      Superconductor Science and Technology 13

      ページ: 1505-1508

    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Numerical calculations on AC transport self-field losses for superconductor tapes and cables2000

    • 著者名/発表者名
      A. Oota
    • 雑誌名

      Institute of Physics Conference 167

      ページ: 835-838

    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 銀シースBi系2223相高温超電導テープ線材を用いた簡易集合導体の交流通電損失2000

    • 著者名/発表者名
      稲田亮史
    • 雑誌名

      低温工学 35

      ページ: 223-230

    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Microstructure and transport current path in Ag-sheathed(Bi, Pb)2Sr2Ca2Cu3Ox monofilamentary tapes rolled at different pressures2000

    • 著者名/発表者名
      A. Oota
    • 雑誌名

      Ceramics International 26

      ページ: 663-668

    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Transport current AC losses and current-voltage curves of multifilamentary Bi-2223/Ag tape with artificial defects2000

    • 著者名/発表者名
      M. Polak
    • 雑誌名

      Superc. Sci. Technol. 13

      ページ: 1074-1076

    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 数値計算による高温超電導ケーブル導体の交流通電損失の解析1999

    • 著者名/発表者名
      稲田亮史
    • 雑誌名

      低温工学 34

      ページ: 338-343

    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Proposal of New Type Ag-BSCCO Tapes and Wires with Low Losses1999

    • 著者名/発表者名
      F. Sumiyoshi
    • 雑誌名

      IEEE Trans. Appl. Super. 9

      ページ: 2549-2552

    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Characteristics of AC transport current losses in YBCO coated conductors and their dependence on distributions of critical current density in the conductors

    • 著者名/発表者名
      D. Miyagi
    • 雑誌名

      Presented at MT17 2001

    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] O.Tsukamoto: "Magnetization of HTS bulk array with altenate polarities for linear superconducting actuator"PHYSICA C. 354. 18-22 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] O.Tsukamoto: "Origins of errors in AC transport current loss measurements of HTS tapes and methods to suppress errors"IEEE Trans. on Applied Superconductivity. 11・1. 2208-2211 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] M.Ciszek: "Power Dissipation in Composite Ag/Bi-2223 Tape with Twisted and Untwisted Filaments"IEEE Trans. on Applied Superconductivity. 11・1. 2753-2756 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 小川純: "高温超伝導線材の交流縦磁界中における通電損失測定"電気学会超伝導応用電力機器合同研究会. ASC-01-02. 65-70 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] O.Tsukamoto: "Study on Relation between AC Characteristics and Critical Current Distribution in YBCO Tape"IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 10・1. 1208-1211 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] O.Tsukamoto: "Study on Frequency Dependence of AC Transport Current Losses in HTS"Proceedings of ICEC 18. 191-194 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] N.Amemiya: "Filament decoupling and magnetization loss of multifilamentary Bi2223 superconducting tapes"IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 10・1. 1204-1207 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] O.Tsukamoto: "AC Losse characteristics of YBCO tape"Proc. of EUCAS '99. (to be published). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 金子 知実: "銀シースBi2223超電導テープの交流通電損失"秋季低温工学・超伝導学会講演概要集. 197 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 大竹 厚: "Ag-Bi2223単芯テープのJc-B特性と電流分布"秋季低温工学・超伝導学会講演概要集. 111 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] F.Sumiyoshi: "AC Losses in Bi-2223 Multifilamentary Tapes"Proc. of EUCAS '99. (to be published). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K.Fukushige: "AC LOSSES IN HTS COILS WOUND WITH Bi-2223 TAPES"Proc. of ISS '99. (to be published). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] N.Banno: "Numerical analysis of AC loss in high Tc twisted tape carrying AC transport current in external AC magnetic field - Effect of twisting on loss reduction -"IEEE Trans. on Applied Superconductivity. 9. 2561-2564 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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