| 研究課題/領域番号 |
15K04646
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| 研究機関 | 岩手大学 |
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研究代表者 |
藤代 博之 岩手大学, 理工学部, 教授 (90199315)
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| 研究分担者 |
内藤 智之 岩手大学, 理工学部, 准教授 (40311683)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 金属系超電導体 / パルス着磁 / 捕捉磁場特性 / フラックスジャンプ / シミュレーション / 軟磁性ヨーク / 着磁コイル |
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| 研究実績の概要 |
MgB2超電導体バルクは、豊富な元素で構成され、軽量で機械的強度が高く、多結晶体での大型バルク磁石が実現できるなど、来たるべき水素社会の中でREBaCuO系バルクに置き換わる可能性を有している。磁束ピン止め中心の導入として、C, Ti添加などの従来の検討に加えて、Zr, Hf添加による超電導特性の向上と、スパークプラズマ焼結(SPS)法による高密度バルクの作製及び評価を系統的に行い、バルクの超電導特性の向上に関する今後の方向性を明らかにした。また、パルス着磁法によるMgB2バルクの着磁実験を精力的に進め、捕捉磁場の向上に関する様々な検討を行った。さらに、MgB2バルクで大きな問題であったフラックスジャンプの起源の解明とその回避方策について検討した。フラックスジャンプの起源については、これまで超電導線材で用いられてきた熱的、磁気的安定性の式をバルク材料に適用することで、定性的な理解を得られることを明らかにし、学術論文として発表した。また、フラックスジャンプの回避方策については、一般的なソレノイド型コイルに代わり、スプリット型コイルを着磁コイルとして用いることでフラックスジャンプをほぼ回避することが出来、さらにコイルの中央に軟磁鉄ヨークを挿入することで最大捕捉磁場1.1テスラを達成した。この値はMgB2バルクのパルス着磁による捕捉磁場としては世界最高値であり、論文として出版した。これら一連の研究成果を９月にデンバーで開催された応用超電導に関する国際会議で発表したほか、国内の低温工学会で成果発表を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
MgB2超電導バルクのパルス着磁による捕捉磁場で世界最高の値を記録するなど、研究は順調に進んでいる。国際共同研究も実施し、研究成果を数多くの学術雑誌に掲載している。
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| 今後の研究の推進方策 |
MgB2バルクへの磁束ピン止め中心の導入として、様々な元素添加、置換による超電導特性の向上と、スパークプラズマ焼結(SPS)法による高密度バルクの作製及び評価を系統的に行う。EBSDなどの組織観察を行い、超電導特性との関係を明らかにする。
臨界電流密度(Jc-B-T)特性と熱伝導率等の測定結果をパラメータとして用いて捕捉磁場のシミュレーションを行い、実測結果と比較する。これらの一連の流れをフィードバックすることでバルク作製条件の最適化を図る。
研究成果を磁石応用に関する国際会議（アムステルダム）、超電導バルク体に関する国際会議（東京）及び、国内の低温工学会や応用物理学会で成果発表を行う。また、研究成果を専門の国際誌へ投稿する。最後に研究成果を英文の報告書としてまとめ、Web公開するとともに関連する研究者へ送付する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
適切な執行を行った結果、少額残ったため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
翌年度の助成金と合わせて消耗品を購入する。
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