パルス磁場による高温超伝導体の磁化過程と超伝導バルク磁石の開発に関する研究

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09305041
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 水谷 宇一郎 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (00072679)
• 研究分担者: 福永 俊晴 名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (60142072)
• キーワード: パルス着磁法 / 高温超伝導バルク磁石 / パルス磁場 / 溶融法 / ピン止め機構

研究概要

溶融法により微細なY_2BaCuO_5相を分散させて得られるc軸配向したYBa_2Cu_3O_<7-8>(以下123相)擬似単結晶は92Kの超伝導遷移温度を持ち、77Kにおいて0.6-0.9テスラの磁束を捕捉出来る。材料の組織制御と30-60Kの低温下での着磁技術の確立により、その性能は3-5テスラに達し希土類系永久磁石の約5倍、大型水冷電磁石の約2倍の強力磁場が発生出来ると期待されている。このような超伝導材料を磁化する手法として我々はパルス着磁法を開発した。
本研究は、30-80Kの低温領域でパルス磁場により超伝導体に侵入する磁束線の運動挙動を調査し、磁束線の粘性運動ピン止め機構の解明を図る一方で、低温でのパルス着磁法の有効性を実証し、3-5テスラの外部磁場を発生出来る高温超伝導バルク磁石の開発研究を大きく展開することである。
平成9年度は溶融バルク超伝導体の創製と磁束線の運動のダイナミックスの解明を行った。パルス磁場では、静磁場とはまったく異なる磁化曲線を生ずることを見出した。パルス磁場が低い間は、磁束はゆっくり侵入するが、約2テスラを越えると磁束は超伝導体に急激に侵入することを明らかにした。このユニークな現象の解明によりパルス磁場による磁束線の粘性運動とピン止め機構に関する重要な知見を得た。さらに、211相を種々の形態に分散させ組織制御したY123-、Sm-123,Nd123-相擬似単結晶の創製することに成功した。

研究成果

• [文献書誌] Y.Itoh: "Flux motion during pulsed field magnetization in Y-Ba-Cu-O supercomducting bulk magnet" Journal of Applied Physico. 82. 5600-5611 (1997)
• [文献書誌] A.Terasaki: "Flux motion during pulsed-field magnetization in melt-processed YBCO" Proc.of 10th International Symposium on Saperconductivity (Oct,1997,Gifu). (1997)
• [文献書誌] S.Ikeda: "Preparation of C-axis oriented Nd-Ba-Cu-O melt-textared bulk with Ag addition" Proc.of 10th International Symposium on Superconductivity (Oct,1997,Gifu). (1997)
• [文献書誌] A.Mase: "Preperation of large C-axis oriented melt-prouessed Sm-Ba-Cu-O and their supercon ducting properties" Proc.of 10th International Symposium on Superconductivity (Oct,1997,Gifu). (1997)
• [文献書誌] Y.Yanagi: "Pulsed field magrutization of Y-Ba-Cu-O superconducting bulk megnet coded by refvigenator" Proc.of 10th International Symposium on Superconductivity (Oct,1997,Gifu). (1997)
• [文献書誌] S.Iwata: "Preparation and superconducting properties of nielt-processed YBCO bulk by controling oxygen partial presum" Proc.of 10th International Symposium on Superconductivity (Oct,1997,Gifu). (1997)