溶解凝固法によるバルク酸化物高温超伝導体の臨界電流密度と動的安定性

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03210201
• 研究機関: 岩手大学
• 研究代表者: 能登 宏七 岩手大学, 工学部, 教授 (40005898)
• 研究分担者: 松川 倫明 岩手大学, 工学部, 助手 (40221585) ; 池部 學 岩手大学, 工学部, 教授 (40005955)
• キーワード: 酸化物 / 高温超伝導体 / 臨界電流密度 / 動的安定性 / 熱伝導度 / クエンチ電流 / 複合安定化 / 実用線材化

研究概要

我々はこれ迄、種々の酸化物高温超伝導体の熱伝導率(κ)を測定、研究してきた。これら酸化物高温超伝導体のκは、非常に小さい。この様にκが小さい場合には、熱はけが悪くなり、従って最小伝播領域(MPZ)が小さくなり、動的安定性が悪く、臨界電流密度(J_c)より非常に小さい値、J_qでクエンチしてしまうので、線材・導体として実用する際には、多芯化またはテ-プ化する必要であることを指摘してきた。今年度は、上記MPZモデルの検証実験を続けると共に、熱伝導率に現われる散乱機構について解析・研究した。以下に、TW理論と実験結果の比較を、簡単に述べる。
LSCO単結晶のab面方向の熱伝導率(κ^<ab>)の測定結果の特長を列記すると(1)15K以下で熱伝導率の温度依存性は、T^1に比例する。(2)T_c近傍でわずかではあるが、熱伝導率のエンハンスメントが見られる。(3)電気抵抗率の測定結果にWiedemannーFranz(WーF)則を適用して、電子熱伝導率(κ_e)を見積ると、電子熱伝導率は、全体の約6%程度であり、格子熱伝導率が支配的である。TW理論でフィッティングした理論曲線からLSCO単結晶における散乱機構として次のことが予想される。(1)15K以下で、層状欠陥による格子散乱が支配的である。(2)T_c近傍での熱伝導率のエンハンスメントは、ク-パ-対形成による格子熱伝導率の増加による。(3)T_c以上で、点欠陥による格子散乱が支配的である。なお、YBCO及びBPSCCOの各焼結ペレットに対する解析も行った。

研究成果

• [文献書誌] M.Matsukawa: "Critical Current Density and Dynamic Stability of HighーTc Oxide Superconductor" Physica C. 185ー189. 2477-2478 (1991)
• [文献書誌] K.Mori: "Thermal Conductivity of Single Crystal La_<1.85>Sr_<0.15>CuO_<4-y>" Physica C. 185ー189. 1411-1412 (1991)
• [文献書誌] M.Matsukawa: "Scattering Mechanisms in the Thermal Conductivity of High T_c Oxide Superconductors" Proceedings of the USーJapan Workshop on HighーField Superconducting materials,Wires and Conductors and standard procedures for HFSC wires testing. 159-164 (1991)
• [文献書誌] M.Matsukawa: "Heavily Cold Worked HighーPurity Ta As a Reinforcing Stabilizer" IEEE Trans.on Magn.
• [文献書誌] K.Noto: "Reinforcing Stabilizer for Large Scale and/or High Field Superconducting Magnets" Fusion Engineering and Design.
• [文献書誌] T.Fujiwara: "Two Dimensional Analysis of Stability in Superconductors for LHD Coil" Fusion Engineering and Design.
• [文献書誌] K.Katagiri: "Strain and Irradiation Effecst in Practical Superconducting Wires for Fusion Application" Fusion Engineering and Design.
• [文献書誌] K.Noto: "High Field J_c Characteristics of inーsitu Processed V_3Ga and CCE Processed Nb_3Al Wires" IAEAーTECDOCー594 “Superconducting materials and magnets". 67-70 (1991)
• [文献書誌] K.Katagiri: "Strain Effects in PbM_6S_8 Wires" Proc.CEC/ICMC '91 (Jun.11ー14,1991)to be published in Adv,Cryog.Engin.(Mat.).
• [文献書誌] K.Katagiri: "Strain Effects in Nb_3Al Multifilamentary Wires" Proc.CEC/ICMC '91 (Jun.11ー14,1991)to be publishid in Adv,Cryog.Engin.(Mat.).
• [文献書誌] K.Watanabe: "CuーNb Reinforcing Stabilizer for Nb_3Sn" Proceedings of the USーJapan Workshop on HighーField Superconducting materials,Wires and Conductors and standard procedures for HFSC wires testing. 148-152 (1991)
• [文献書誌] 渡辺 和雄: "極細多芯NbTi合金線材における上部臨界磁場" 低温工学. 26. 120-125 (1991)
• [文献書誌] 山田 弘: "ナノ秒方形波パルス電圧印加による液体窒素の絶縁破壊進展" 低温工学. 26. 389-394 (1991)
• [文献書誌] 渡辺 和雄: "加圧超流動冷却方法による超伝導マグネット" 低温工学. 27. 2-8 (1992)