| 研究課題/領域番号 |
18K04249
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21050:電気電子材料工学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 |
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研究代表者 |
伴野 信哉 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 主幹研究員 (30354301)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 超伝導材料 / 冶金学 / ニオブスズ / 拡散反応 / 結晶組織 / 磁束ピンニング / 元素添加 / Nb3Sn / 相互拡散 / Ti-Sn化合物 / カーケンダルボイド / 結晶粒 / 化学量論組成 / β-CuZn層 / 化学量論性 / Zn添加 / Ge添加 / Mg添加 / 固相拡散 / 核融合炉 / 加速器 / NMR |
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| 研究成果の概要 |
Nb3Sn超伝導体の性能のブレークスルーを達成するために、中間Cu-X活性層を利用した“特異”なNb3Sn拡散反応現象を発掘し、新たな機能創成につなげることを目指した。X元素として、Zn、Ge、Mgを検討した。Zn、Ge、Mgいずれにおいても結晶粒粗大化抑制効果が見られ、特にZnとMgの同時添加で、結晶粒微細化の効果が一層高まることが明らかとなった。Zn添加は特異的にβ-CuZn層を拡散反応界面に生成し、ボイドが大幅に抑制されることもわかった。Ti添加場所に関する研究では、母材にTiを添加した場合にTi-Sn化合物が微細化され、SnのCu母材中の拡散が促進されることが明らかとなった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
Nb3Sn超伝導体の組織制御に、新たな”自由度”を与える研究である。性能向上により、NMRや核融合炉、粒子加速器の高度化に貢献する。特に性能向上による強磁場NMR装置のコンパクト化は、市場への貢献が大きい。またNb3Snは臨界温度が18Kとヘリウム温度より10K以上高いので、今後需要の拡大が見込まれる医療用HeフリーMRIなどへの普及も期待される。
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