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高Ic高温超伝導線材の創出のための磁気科学的材料エンジニアリング

研究課題

研究課題/領域番号 17H03235
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
研究機関京都先端科学大学 (2019-2021)
京都大学 (2017-2018)

研究代表者

堀井 滋  京都先端科学大学, 工学部, 教授 (80323533)

研究分担者 下山 淳一  青山学院大学, 理工学部, 教授 (20251366)
一瀬 中  一般財団法人電力中央研究所, 電力技術研究所, 上席研究員 (70371284)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2021年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2020年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2019年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2018年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2017年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
キーワード磁場配向 / 回転変調磁場 / 磁気異方性 / 双晶 / 高温超伝導 / 双晶組織 / 微細組織 / 焼結 / 間欠回転磁場 / 超伝導材料・素子
研究成果の概要

本研究課題で、回転変調磁場下における希土類系高温超伝導(RE123)材料の配向挙動やRE123粒子の双晶組織を明らかにし、物質側・磁場発生側の両側面からRE123材料の高度配向化を実現する指針を得た。また、磁場配向法を連続製造プロセスとして利用できるリニア駆動型回転変調磁場発生装置を用いてDy123の2軸配向体の作製に成功した。粒間結合などの問題があり臨界電流特性は不十分であり課題が残っているが、磁場配向法が高温超伝導線の理想形である「高配向性」と「大断面積」を両立した希土類系高温超伝導材料の製造基盤技術として有用であることを実験的に明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

2軸磁場配向法は室温で行えるエピタキシーフリープロセスであり、粉末原料を擬似単結晶に変換する技術である。本研究課題は材料科学と磁気科学を融合した新しい学理を構築し、高度な電気・電子材料を創出しようとするこれまでにない研究である。
超伝導分野では、従来技術では実現できない高温超伝導線の理想形である「高配向性」と「大断面積」を両立した高い送電能を有する高温超伝導線の新製造法となりうる。低磁場配向技術など安価な製造プロセスの開発により実用金属超伝導線レベルの性能コストにつながる可能性があり、超伝導送電線や医療用・磁気浮上列車用ソレノイド磁石への展開が期待される。

報告書

(6件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (55件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (41件) (うち国際学会 4件、 招待講演 9件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Observation of Non-Uniform Twin Microstructures in Dy123 Superconductor for Magnetic Biaxial Alignment2022

    • 著者名/発表者名
      S. Adachi, A. Ichinose, F. Kimura, S. Horii
    • 雑誌名

      IEEE Trans. Appl. Supercod.

      巻: 32 号: 4 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1109/tasc.2021.3138368

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 磁場配向のための物質および磁束の制御2021

    • 著者名/発表者名
      堀井滋
    • 雑誌名

      日本磁気学会 第232回研究会資料

      巻: 第232回 ページ: 7-12

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] 連続製造プロセスに適した回転変調磁場発生装置の開発2021

    • 著者名/発表者名
      堀井滋
    • 雑誌名

      FCレポート

      巻: 39 ページ: 44-49

    • NAID

      40022565033

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] 3軸結晶配向手法としての磁場配向法の最近の進展2020

    • 著者名/発表者名
      堀井滋
    • 雑誌名

      応用物理

      巻: 89 号: 12 ページ: 715-718

    • DOI

      10.11470/oubutsu.89.12_715

    • NAID

      130007952789

    • ISSN
      0369-8009, 2188-2290
    • 年月日
      2020-12-10
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] 実用的3次元結晶配向法としての回転変調磁場配向への取り組みの現状2020

    • 著者名/発表者名
      堀井滋
    • 雑誌名

      粉体および粉末冶金

      巻: 67 号: 4 ページ: 213-219

    • DOI

      10.2497/jjspm.67.213

    • NAID

      130007831658

    • ISSN
      0532-8799, 1880-9014
    • 年月日
      2020-04-15
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Orientation loss of microcrystals of DyBa2Cu3Oy in polymer composite during curing of the medium under an external magnetic field2020

    • 著者名/発表者名
      T. Kimura, H. Kashiwagi, F. Kimura, S. Horii, K. Takeda, T. Doi
    • 雑誌名

      Cryst. Eng. Comm.

      巻: 22 号: 34 ページ: 5606-5612

    • DOI

      10.1039/d0ce00795a

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] X-ray diffraction study on the orientation dynamics of biaxial microcrystals under static and rotating magnetic fields2019

    • 著者名/発表者名
      (1)F. Kimura, S. Horii, I. Arimoto, D. Notsu, T. Doi, M. Wada and T. Kimura
    • 雑誌名

      Cryst. Eng. Comm.

      巻: 21 号: 28 ページ: 4221-4226

    • DOI

      10.1039/c9ce00599d

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Linear drive type of modulated rotating magnetic field for a continuous process of three-dimensional crystal orientation2018

    • 著者名/発表者名
      S. Horii, I. Arimoto, and T. Doi
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan

      巻: 126 号: 11 ページ: 885-888

    • DOI

      10.2109/jcersj2.18128

    • ISSN
      1348-6535, 1882-0743
    • 年月日
      2018-11-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relationship between biaxial orientation degrees and grain in magnetically aligned (Y1-xErx)Ba2Cu3Oy powders with twin microstructures2018

    • 著者名/発表者名
      S. Horii, S. Fujioka, and T. Doi
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 57 号: 9 ページ: 093101-093101

    • DOI

      10.7567/jjap.57.093101

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Determination of the Anisotropic Rotational Diffusion Constant of Microcrystals Dispersed in Liquid Medium2018

    • 著者名/発表者名
      F. Kimura, S. Horii, I. Arimoto, T. Doi, M. Yoshimura, M. Wada, and T. Kimura
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. A

      巻: 122 号: 46 ページ: 9123-9127

    • DOI

      10.1021/acs.jpca.8b08895

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] リニア駆動型回転変調磁場発生装置の開発と3次元結晶配向2018

    • 著者名/発表者名
      堀井滋
    • 雑誌名

      粉体および粉末冶金

      巻: 65 ページ: 634-639

    • NAID

      130007507014

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] リニア駆動型回転変調磁場用配列磁石とその磁場配向2022

    • 著者名/発表者名
      堀井滋、足立伸太郎、Ali Walid Bin、木村史子
    • 学会等名
      2022年春季応用物理学会22a-E205-11
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Biaxial magnetic alignment in RE123 using a novel type of modulated rotating magnetic field2021

    • 著者名/発表者名
      S. Horii, S. Adachi, F. Kimura, and A. Ichinose
    • 学会等名
      Meaterials Research Meeting 2021, E2-O3-06
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 酸素量を制御したDyBa2Cu3Oyの二軸磁場配向と双晶組織II2021

    • 著者名/発表者名
      足立伸太郎、一瀬中、木村史子、下山淳一、堀井滋
    • 学会等名
      2022年春季応用物理学会, 23p-D215-9
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 磁場印加in-situX線回折法によるDyBa2Cu3O7-δ 粉末の結晶系の決定2021

    • 著者名/発表者名
      木村史子、足立伸太郎、堀井滋、木村恒久
    • 学会等名
      2022年春季応用物理学会 , 22a-E205-10
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 双晶構造をもつ DyBa2Cu3Oy粒子の三軸磁気異方性発現メカニズム2021

    • 著者名/発表者名
      堀井滋、一瀬中、 足立伸太郎、 木村史子
    • 学会等名
      第 15 回日本磁気科学会年会, 1O-08
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 変調磁場下の in situ X 線回折測定による DyBa2Cu3O7高温超伝導体の 2 軸磁場配向条件の検討 II2021

    • 著者名/発表者名
      木村史子、堀井滋、足立伸太郎、柏木勇人、川山巌、土井俊哉
    • 学会等名
      2021年秋季応用物理学会, 12p-N401-7
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 磁場配向のための物質および磁束の制御2021

    • 著者名/発表者名
      堀井 滋, 一瀬中
    • 学会等名
      2021年日本磁気学会、第232回研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 低い3軸磁気異方性をもつYBa2Cu3Oyの永久磁石を用いた2軸磁場配向2021

    • 著者名/発表者名
      堀井 滋、柏木勇人、足立 伸太郎,木村史子、土井俊哉
    • 学会等名
      2021年春季応用物理学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] in situ X線回折測定による変調回転磁場下のDyBa2Cu3O7高温超伝導体微結晶の2軸磁場配向挙動の検討Ⅱ2021

    • 著者名/発表者名
      柏木勇人、木村史子、堀井 滋、川山巌、土井 俊哉
    • 学会等名
      2021年春季応用物理学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 磁場下硬化過程における微結晶の配向損失2021

    • 著者名/発表者名
      木村恒久、柏木勇人、木村史子、堀井 滋、竹田一旗、土井俊哉
    • 学会等名
      2021年春季応用物理学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 材料プロセスとしての磁場配向~磁場発生および材料的側面からの取り組み~2020

    • 著者名/発表者名
      堀井 滋, 一瀬中
    • 学会等名
      2020年日本磁気科学会、分科会研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 二軸磁場配向体を用いたDyBa2Cu3Oy焼結粉の双晶組織観察およびそのドメイン構造2020

    • 著者名/発表者名
      堀井 滋、一瀬中、木村史子
    • 学会等名
      2020年秋季応用物理学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 高温超伝導粒子の磁化率異方性に関する研究II2020

    • 著者名/発表者名
      木村史子、堀井 滋、土井 俊哉, 吉村 政人、長谷川 和也、和田 昌久、木村 恒久
    • 学会等名
      2020年秋季応用物理学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] in-situ X線回折測定による変調回転磁場下のDy123高温超伝導体微結晶の2軸磁場配向挙動の検討2020

    • 著者名/発表者名
      柏木、木村、堀井、川山、土井
    • 学会等名
      2020年春季応用物理学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Biaxial aligned Dy123 by linear-drive type of modulated rotating magnetic field2019

    • 著者名/発表者名
      S. Horii, H. Kashiwagi, F. Kimura, T. Doi
    • 学会等名
      European Conference on Applied Superconductivity 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] リニア駆動型回転変調磁場を用いたREBa2Cu3Oy粉末の三次元結晶配向(2)2019

    • 著者名/発表者名
      堀井、柏木、木村、土井
    • 学会等名
      2019年春季低温工学・超電導学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 首振り回転磁場下で作製した2軸配向ErBa2Cu3O7厚膜の配向度と磁場・スラリー条件の関係2019

    • 著者名/発表者名
      堀井、柏木、木村、土井
    • 学会等名
      2019年秋季応用物理学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] リニア駆動型変調回転磁場下で配向したDyBa2Cu3Oy厚膜の配向度2019

    • 著者名/発表者名
      柏木、堀井、木村、土井
    • 学会等名
      2019年秋季応用物理学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 連続プロセスに対応した回転変調磁場の発生方法2019

    • 著者名/発表者名
      堀井
    • 学会等名
      2019年日本磁気科学会 年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] リニア駆動型回転変調磁場の配列磁石設計および希土類系高温超伝導物質の2軸磁場配向2019

    • 著者名/発表者名
      堀井
    • 学会等名
      2019年秋季 粉体粉末冶金協会講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] リニア駆動型回転変調磁場を用いたRE123粒子の2軸磁場配向2019

    • 著者名/発表者名
      堀井 滋、柏木勇人、野津乃祐、木村史子、土井俊哉
    • 学会等名
      平成31年春季応用物理学会(11p-S423-3)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 多結晶RE123に対する後熱処理およびCaドープ効果2018

    • 著者名/発表者名
      下山淳一、近藤真吏、岡村行泰、元木貴則、武田泰明、堀井滋
    • 学会等名
      平成30年春季低温工学・超電導学会(1Bーa01)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 希土類系高温超伝導体の結晶配向2018

    • 著者名/発表者名
      堀井滋
    • 学会等名
      新潟大学理学部物理学科コロキウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 磁場配向のためのリニア駆動型磁場発生装置の開発と課題2018

    • 著者名/発表者名
      堀井滋
    • 学会等名
      平成30年超伝導バルク夏の学校(芝浦工大)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] リニア駆動型回転変調磁場を用いたREBa2Cu3Oy粉末の三次元結晶配向2018

    • 著者名/発表者名
      堀井滋、有本樹、柏木勇人、野津乃祐、土井俊哉
    • 学会等名
      平成30年春季低温工学・超電導学会(1Bーa04)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 磁場配向法を利用した単結晶性セラミックスの創出2018

    • 著者名/発表者名
      堀井滋
    • 学会等名
      H30年 高機能セラミックス展専門技術セミナー(CERA-5)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高温超伝導体REBa2Cu3O7粉末の2軸配向に与える磁場印加法の影響2018

    • 著者名/発表者名
      野津乃祐,堀井滋,有本樹, 柏木勇人, 土井俊哉
    • 学会等名
      粉体粉末冶金協会 平成30年度春季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 分散媒粘性を考慮したRE-Ba-Cu-O粒子の2軸磁場配向条件2018

    • 著者名/発表者名
      堀井 滋、柏木勇人、野津乃祐、木村史子、土井俊哉
    • 学会等名
      平成30年秋季応用物理学会(7a-S42-10)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 回転工程を含まない回転変調磁場による(Y,Dy)Ba2Cu3Oy超伝導体の2軸磁場配向2018

    • 著者名/発表者名
      柏木勇人、堀井 滋、野津乃祐、土井俊哉
    • 学会等名
      平成30年秋季応用物理学会(19a-PB2-6)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] リニア駆動型回転変調磁場発生装置の開発2018

    • 著者名/発表者名
      堀井 滋、柏木勇人、野津乃祐、木村史子、土井俊哉
    • 学会等名
      平成30年日本磁気科学会第13回年会(O-19)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 分散媒粘性を考慮したRE-Ba-Cu-O粒子の2軸磁場配向条件2018

    • 著者名/発表者名
      堀井 滋、有本 樹、野津乃祐、土井俊哉、木村史子、木村恒久
    • 学会等名
      平成30年春季応用物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 磁場配向法による斜方晶系超伝導セラミックスの三次元結晶配向2018

    • 著者名/発表者名
      堀井滋
    • 学会等名
      平成30年春季応用物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 首振り回転磁場下における(Y,Er)Ba2Cu3O7粉末の配向挙動2018

    • 著者名/発表者名
      野津乃祐、堀井 滋、有本 樹、柏木 勇人、土井俊哉
    • 学会等名
      平成30年春季応用物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 分散媒の粘性を考慮したRE2Ba4Cu7O15-y超伝導体の2軸磁場配向条件の検討2017

    • 著者名/発表者名
      堀井 滋、有本 樹、野津乃祐、土井俊哉
    • 学会等名
      平成29年日本磁気科学会第12回年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 希土類系高温超伝導体の2軸磁場配向度に与える磁場印加条件と双晶の影響2017

    • 著者名/発表者名
      有本 樹、堀井 滋、野津乃祐、土井俊哉
    • 学会等名
      平成29年日本磁気科学会第12回年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 首振り回転磁場を用いた希土類系銅酸化物高温超伝導体の2軸結晶配向2017

    • 著者名/発表者名
      野津乃祐、堀井 滋、有本 樹、土井俊哉
    • 学会等名
      平成29年日本磁気科学会第12回年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Bi-axial Magnetic Alignment in Twinned REBa2Cu3Oy Superconductors2017

    • 著者名/発表者名
      S. Horii, I. Arimoto, D. Notsu, and T. Doi
    • 学会等名
      International Conference on Magneto Science 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 強磁場を利用した希土類系高温超伝導物質の配向制御2017

    • 著者名/発表者名
      堀井 滋
    • 学会等名
      低温工学・超電導学会 バルクの磁気的挙動調査研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 双晶を含むRE123粒子の配向エネルギーと配向度の関係2017

    • 著者名/発表者名
      堀井 滋、有本 樹、野津乃祐、土井俊哉、木村史子、木村恒久
    • 学会等名
      平成29年秋季応用物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 首振り回転磁場下における(Y,Er)Ba2Cu3O7粉末の配向挙動2017

    • 著者名/発表者名
      野津乃祐、堀井 滋、有本 樹、土井俊哉
    • 学会等名
      平成29年秋季応用物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Bi-axial Alignment of REBa2Cu3Oy Superconductors under Modulated Rotating Magnetic Fields2017

    • 著者名/発表者名
      S. Horii, I. Arimoto, D. Notsu, and T. Doi
    • 学会等名
      IUMRS-ICAM 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] 「高熱伝導材料の開発」(担当:第3章 第7節)2019

    • 著者名/発表者名
      堀井
    • 総ページ数
      700
    • 出版者
      技術情報協会
    • ISBN
      9784861047541
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] High-temperature superconductors -Occurence, synthesis and applications-2018

    • 著者名/発表者名
      S. Horii and J. Shimoyama (Chapter 6)
    • 出版者
      Nova Science Publishers, Inc.
    • ISBN
      9781536133424
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] Materials Innovation through Magnetic Flux Control

    • URL

      https://www.kuas.ac.jp/en/faculty-of-engineering/faculty-and-research/research-highlights/materials-innovation-through-magnetic-flux-control/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2023-01-30  

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