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ニオブ・スズ複合超伝導線材の特性に関する材料力学的研究

研究課題

研究課題/領域番号 17760554
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 構造・機能材料
研究機関東北大学

研究代表者

西島 元  東北大学, 金属材料研究所, 助教 (30333884)

研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
2007年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2006年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2005年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
キーワード実用超伝導線材 / 応力 / 歪依存性 / ニオブ・スズ / 極低温 / 強磁場 / 内部補強 / 残留歪 / ステッピングモータ / ロードセル / クリップゲージ
研究概要

平成17年度に製作し,18年度に立ち上げ及び調整を行ってきた実用超伝導線材の極低温応力/歪依存性評価装置を用いていくつかの実用線材の特性評価を行った。試料線材にはタンタル(Ta)繊維で内部補強したNb_3Sn線材,銅・ニオブ合金(CuNb)で内部補強したNb_3Sn線材,従来型の(補強無しの)Nb_3Sn線材の3種類を用意した。これらの試料線材について,14-18テスラ(T)の磁場中,4.2Kで応力-歪特性,臨界電流I_cの歪依存性を調べた。
Ta補強のNb_3Sn線材は従来よりTaの延性に起因する高延性かつ,Taの熱膨張係数がNb_3Snのそれと近いために残留歪が小さいことが特徴であった。応用面からはこの残留歪を大きくすることが課題であったが,今回それに成功し,応力/歪依存性も大幅に向上させることに成功した。本研究はこの開発の評価を担当した。
得られた結果の一部を文献値と比較し,良い一致を確認した。つまり,本研究で製作した極低温応力/歪依存性評価装置によって得られる結果の妥当性が示された。本研究によって得られた結果の一部は,複合超伝導体の電磁機械特性に関する国際ワークショップおよび国際磁石技術会議において発表した。
本研究によって得られた成果の意義は,実用超伝導線材の臨界電流の応力/歪依存性のデータベース構築に資するだけでなく,強磁場発生のためのコンパクトな冷凍機冷却超伝導マグネットの開発や,核融合炉用・加速器用の大型超伝導マグネットの開発においても重要なデータベースとなることにある。

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Application of prebending effect to triplet cables using bronze-route Nb_3Sn strands2007

    • 著者名/発表者名
      G. Nishijima
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity 17

      ページ: 2595-2598

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nb_3Sn超電導線材の歪効果技術の進展2007

    • 著者名/発表者名
      西島 元
    • 雑誌名

      超伝導Web21

      ページ: 1-2

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] Prebending strain effect on CuNb/Nb_3Sn superconducting wire during practical react-and-wind process2006

    • 著者名/発表者名
      G.Nishijima et al.
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity 16・2

      ページ: 1220-1223

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 小型冷凍機冷却18T高温超伝導マグネットの開発2006

    • 著者名/発表者名
      西島元 他
    • 雑誌名

      低温工学 41・7

      ページ: 322-327

    • NAID

      10017387300

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 18.1 T cryocooled superconducting magnet with a Bi2223 high-T_c insert2006

    • 著者名/発表者名
      G.Nishijima et al.
    • 雑誌名

      Fusion Engineering and Design 81

      ページ: 2425-2432

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Superconducting property and thermal stability of high-strength Nb_3Sn wire with Ta-reinforced filaments2005

    • 著者名/発表者名
      G.Nishijima et al.
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity 15・2

      ページ: 3442-3445

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Effect of transverse compressive stress on internal reinforced Nb_3Sn superconducting wires and coils2005

    • 著者名/発表者名
      G.Nishijima et al.
    • 雑誌名

      Cryogenics 45・10-11

      ページ: 653-658

    • NAID

      40006442331

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Application of the prebending strain effect on CuNb/Nb_3Sn superconducting coils fabricated by a react-and-wind method2005

    • 著者名/発表者名
      G.Nishijima et al.
    • 雑誌名

      Superconductor Science and Technology 18・12

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [学会発表] Development and demonstration of prebent react-and-wind CuNb/Nb_3Sn multilayer superconducting coil2007

    • 著者名/発表者名
      G. Nishijima
    • 学会等名
      5th Annual Workshop on Mechanical and Electromagnetic Properties of Composite Superconductors (MEM'07)
    • 発表場所
      Princeton, NJ, USA
    • 年月日
      2007-08-23
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 事前曲げリアクト・アンド・ワインド法による高強度Nb_3Snコイル製作と励磁試験2007

    • 著者名/発表者名
      西島 元
    • 学会等名
      第76回 2007年度春季低温工学・超電導学会
    • 発表場所
      千葉大学
    • 年月日
      2007-05-17
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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