| 研究課題/領域番号 |
16206032
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
船木 和夫 九州大学, 超伝導システム科学研究センター, 教授・センター長 (60091352)
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| 研究分担者 |
岩熊 成卓 九州大学, 超伝導システム科学研究センター, 助教授 (30176531)
木須 隆暢 九州大学, 超伝導システム科学研究センター, 助教授 (00221911)
柁川 一弘 九州大学, 超伝導システム科学研究センター, 助教授 (10294894)
熊倉 浩明 物質・材料研究機構, 超伝導材料研究センター・酸化物線材グループ, ディレクター(研究職) (90354307)
岡田 道哉 (株)日立製作所, 材料研究所・エネルギー材料研究部, 部長(研究職)
三戸 利行 核融合科学研究所, 教授・主幹研究員 (10166069)
林 秀美 九州電力(株), 総合研究所・電力貯蔵技術グループ, 主幹研究員
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| キーワード | パウダー・イン・チューブ法 / ex situ法 / in situ法 / 熱処理温度 / 臨界電流密度 / 熱的安定性 / 常伝導伝播 / 交流損失 / 通電特性 |
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| 研究概要 |
4年計画の初年度の研究活動として、現在製造可能なMgB2線材について、液体ヘリウム中での電流電圧特性、交流損失特性、熱的安定性などの現状特性を総合的に把握して線材作製プロセスにフィードバックするためのデータの蓄積を行った。主な成果は以下の通りである。
1)パウダー・イン・チューブ法(PIT)法によるMgB2線材において、作製パラメータの最適化により、特性の向上を図った。MgB2粉末を使うex situ法では熱処理温度を900℃以上に上げないと優れた臨界電流特性が得られないのに対して、Mg+Bの混合粉末を使うin situ法では、熱処理温度が600℃という低い温度でもex situ法を凌ぐ、かなり優れた特性が得られることから、実用的にはin situ法の方が有利であることがわかった。
2)PIT法を用いて、銅-鉄複合シース7芯線材及び19芯線材を試作した。加工性については、まだ最適化できていないため、フィラメント1本当たり0.55mm以下になると断線する問題が生じた。このため、現状の線材長さは数メートル級である。高Jc化については、フィラメントを細線化することでJcの向上が認められ、4.2K,6T中で330A/mm2が得られた。第3元素の添加などを行わない線材としては、トップクラスのJcである。
3)液体ヘリウムの浸漬冷却に対するMgB2線材の熱的安定性について、2種類の試料線材を用いて実験的に評価した。その結果、鉄シーステープ線材では数十cm/sの常伝導伝播現象が観測され、従来のNbTi線材と比較して2桁程度遅くなることがわかった。また、新たに開発した銅安定化線材については、上記条件下における安定性が非常に高く、常伝導伝播現象を観測することはできなかった。
4)MgB2を用いた大電流容量導体の特性を調べるために,0.8mm径の単芯線20本を銅チューブの中に埋め込んだ1kA級の短尺導体を設計し,試作した。これを8T超伝導コイルに挿入し,実際に大電流を通電する準備を行っている。通電試験では磁場中での臨界特性,常伝導部発生の状況,安定性について研究する予定である。
5)鉄および銅シースのMgB2線材の交流損失特性をピックアップコイル法により測定している。鉄部の磁気ヒステリシスと超伝導体部の交流損失との関連などの解析を進めている。
6)液体ヘリウム温度から30K程度までの温度領域で定温を維持するための熱交換装置付クライオスタットを製作した。次年度以降のMgB2線材の広範囲の温度領域における電磁特性測定の基盤整備が可能となる。
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