| 研究課題/領域番号 |
16360355
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
材料加工・処理
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| 研究機関 | 独立行政法人物質・材料研究機構 (2005)
東北大学 (2004) |
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研究代表者 |
戸叶 一正 独立行政法人物質・材料研究機構, 超伝導材料研究センター, 特別研究員 (60361169)
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| 研究分担者 |
渡部 和雄 (渡辺 和雄) 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (30143027)
折茂 慎一 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (40284129)
BADICA Petre 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (30372311)
熊倉 浩明 独立行政法人物質・材料研究機構, 超伝導材料研究センター, センター長 (90354307)
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| 研究期間 (年度) |
2004 – 2005
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| 研究課題ステータス |
完了 (2005年度)
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| 配分額 *注記 |
14,100千円 (直接経費: 14,100千円)
2005年度: 4,000千円 (直接経費: 4,000千円)
2004年度: 10,100千円 (直接経費: 10,100千円)
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| キーワード | 超伝導 / 二硼化マグネシウム / 臨界電流密度 / メカニカルミリング / パルスレーザー蒸着 / YAG / 拡散反応 / MgB2超伝導体 / メカニカルアロイング / レーザー蒸着法 / 粉末法 / MgB_2超伝導体 |
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| 研究概要 |
高い臨界温度(T_c=39K)をもつMgB_2超伝導体は磁界特性の改善が実用化の大きな課題であり、ナノレベルでの組織制御に基づいたプロセスの見直し、あるいは新たな概念に基づいたプロセスの開発が求められている。本研究は、メカニカルミリングおよびレーザー蒸着等の非平衡プロセスを適用し、高性能化の基盤を確立することを目的とした。ミリングに関しては、原料粉末、雰囲気、ミリング条件、熱処理条件、ナノ粒子添加等の影響を調べ、適切な歪の導入によってJ_cの磁界依存性が改善されることが分かった。また、得られた粉末を使いPIT法によって実際にテープを試作して評価を行った。蒸着については、YAGレーザーによるパルス蒸着(PLD)装置を開発しMgB_2膜の生成実験を行った。YAGは通常のExcimerよりも小型かつ操作が簡単な利点をもつ。その結果、本蒸着法でもMgB_2超伝導薄膜の生成が可能で、また得られた膜が41Tの非常に高い、H_<c2>(O)を持つこと等を明らかにした。この高い、H_<c2>はBサイトへのCの強制固溶という非平衡状態が実現されたためである。また本研究では、Fe-Mg合金とBとの界面拡散反応を利用した全く新たな原理に基づく線材化法を開発し、緻密でMgO不純物を全く含まないMgB_2層の生成に成功した。またLiを含む始めての硼化物超伝導体としてLi_2Pd_3B(T_c=8K)を発見する副次的な成果も得られた。
高性能化のためにはT_c、H_<c2>、J_cを総合的に高めていく必要があり、結晶性の向上や高密度化とともに、元素置換や結晶粒の超微細化という非平衡状態を実現する必要があるが、本研究ではミリングや蒸着技術の有効性を実証し、さらに拡散法という新たなプロセスを提案することが出来た。
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