強大電磁応力下におけるBi系高温超伝導線材の特性評価

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11650672
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 渡辺 和雄 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (30143027)
• 研究分担者: 淡路 智 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (10222770)
• キーワード: AgシースBi_2Sr_2CaCu_2O_8 / 超伝導マグネット / 補強 / 高電磁力 / 安定性

研究概要

AgシースBi_2Sr_2CaCu_2O_8テープ線材を用いて、試験評価用ダブルパンケーキ型大口径コイル作製した。今年度のものは、9-10ターンとし、内側、中間、外側の3つの異なる層の部分の歪測定を行えるようにした。また、補強方法としてヤング率の高いハステロイテープを用いたこと、絶縁としてハステロイの酸化膜を利用したことなど、実際のマグネット作製時に有効ないくつかの方法も採用した。実験はこの試験コイルをバックアップ磁場のもと、液体ヘリウム中で行われた。これまでの歪、電流電圧特性の他に、いくつかのパートにおける常伝導伝搬測定も行うことにより、機械特性、超伝導特性、安定性の3つの特性を評価した。機械特性としては、ハステロイを多層化する事によってより大きな補強効果が得られることが分かった。実験的に得られた歪の値は、複合則に基づいた計算結果とほぼ一致した。さらにこれまでの実験で、線材が不可逆的に劣化する歪の値は約0.18%と見積もれているが、あらかじめ線材自身にプリストレインがかかるようにコイルを巻くことにより、超伝導特性の劣化が始まる歪を大きくすることが可能となった。高強度材料との供巻き方式とプリストレイン方式による耐歪特性の向上の2点によって、今後の強磁場超伝導磁石の設計に対する重要なデーターが得られた。これらの結果に基づいて将来、30T級超伝導磁石の設計が可能となると考えられる。また、超伝導特性は、多くの場合用いられる10^<-13>Ωmの抵抗基準で決めた臨界電流値よりもはるかに高い電流値まで安定した通電が可能であることが分かった。これは、高温超伝導体の高い安定性を示唆するものである。

研究成果

• [文献書誌] S.Awaji: "Stability for Ag Sheathed Bi_2Sr_2CaCu_2O_8 Tape Coil under Strong Electromagnetic Force State"M^2S-HTSC VI, Houston. (2000)
• [文献書誌] T.Wakuda: "Mechanical and Transport Properties of Bi-2212 Coil under a Large Electromagnetic Stress State"ISS-99, Morioka. (1999)
• [文献書誌] K.Katagiri: "Evaluation of Stress/Strain Dependence of Critical Current in Ag-Mg-Ni Sheathed Bi(2212) Superconducting Tapes"ISS-99, Morioka. (1999)
• [文献書誌] K.Katagiri: "Stress/Strain Dependence of Critical Current in Cu-Ag Externally Reinforced Ag-Zr/Bi-2212 Superconducting Tapes"Cryogenics. 39. 453-458 (1999)
• [文献書誌] S.Awaji: "Superconducting Properties for AgCu Reinforced Ag/Bi_2Sr_2CaCu_2O_8 Coil in Large Electromagnetic Stress State"Adv. Supercond. XI edited by N. Koshizuka and S. Tajima, Hong Kong. 2. 923-926 (1999)
• [文献書誌] T.Wakuda: "Transport Properties of Bi-2212/Ag Multifilamentary Tape under a Large Electromagnetic Stress State"IEEE Trans. Appl. Supercond.. 9. 952-955 (1999)
• [文献書誌] M.Inoue: "Transport E(J) Characteristics of High-T_c Superconductors in a Wide B-T Plane up to 27 T"Adv. Supercond. XI edited by N. Koshizuka and S. Tajima, Hong Kong. 1. 605-608 (1999)