| 研究概要 |
溶融法により作られた高温超電導バルクは高いピン止め効果を得ることができる。近年になって実用段階に入りつつある高温超電導バルク磁石の、舶用超電導同期電動機を始めとする産業機等への磁気応用のためには、パルス着磁法による磁化が適している。
しかし、静磁場着磁と比べて、パルス着磁によって得られる最大捕捉磁束密度は小さく、磁場分布が不均一に歪みやすく、総磁束も小さい。パルス磁場による超電導体への着磁特性の向上が求められていることから、外部印加パルス波形を適切に制御することによってバルクの磁気特性を静磁場着磁法並に向上させることを目的として研究を行った。
従来のパルス着磁では、鋭いピークと指数関数的な変化を伴うパルス磁場が用いられてきた。本研究では半導体スイッチの連続的な開閉によって見かけ上のライズタイムを長く緩やかにを制御した単一パルスを用いてバルク材料への着磁を行い、そのときに測定した捕捉磁束密度を評価した。試料には直径45mm、厚さ19mmのGd-Ba-Cu-O(GdBa2Cu306.9 70.9wt%,Gd2BaCuO5 19.2wt%,Ag9.4wt%,Pt0.5wt%)高温超電導バルクを用いた。現在東京海洋大学等と共同で開発中の高温超電導モータ内部に用いる電機子配置と同様に、1.3mHの渦巻型多層円筒ソレノイドゴイル2個によってバルクを着磁した。
従来方式のパルス着磁によって最大の捕捉磁束密度と対称性の高い磁場分布が得られた条件を元に、同一の試料を同一配置のままで放電電圧とスイッチ開閉のデューティ比を変えて捕捉磁束密度を測定した。その結果、バルク磁石に捕捉された磁場分布の中心軸対称性を保ちながらも、その捕捉磁束密度の大きさを同じ静電エネルギーの従来方式パルス波形よりも140%大きく向上させることができた。前年度までに直径60mm、厚さ19mmのバルク磁石に関しても同様の結果を得ていることから、本研究において提唱した新しいパルス着磁法が大型のバルク高温超電導材料に対して有用であることが示された。
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