| 研究課題/領域番号 |
17H03235
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
堀井 滋 京都大学, エネルギー科学研究科, 准教授 (80323533)
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| 研究分担者 |
下山 淳一 青山学院大学, 理工学部, 教授 (20251366)
一瀬 中 一般財団法人電力中央研究所, 電力技術研究所, 上席研究員 (70371284)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 磁場配向 / 回転変調磁場 / 双晶 / 高温超伝導 |
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| 研究実績の概要 |
第２年度である平成30年度では、双晶を含む高温超伝導物質であるREBa2Cu3Oy（RE123, y~7）粒子の磁気異方性の向上を実現するために、第一の実施項目として、酸素アニール条件を制御因子としてRE123粒子の双晶制御の可能性を検討した。具体的には、包晶温度直下で本焼成し十分に粒成長させたのち微細粉砕したDy123粉末を用いて、4種類の異なる酸素アニールプロセスを適用させ配向度の比較を行った。酸素アニールプロセスを導入したDy123粒子はすべて間欠回転磁場（1～10テスラ）中で二軸配向することがわかった。一方で、酸素アニールプロセスの違いが与える二軸配向度への影響については、通常の酸素アニールレベルでは顕著な差として現れなかった。第2の実施項目として、Dy123と磁化軸が異なるEr123やDy123と磁化軸が一致するが磁気異方性が低いY123に対して、新しい回転変調磁場として首振り回転磁場を取り入れ、首振り回転角度などの制御因子と配向度の関係をエポキシ樹脂中での配向実験から明らかにした。首振り回転角度の制御により、静磁場および回転磁場エネルギーの分配制御が可能となり、同一の磁場印加強度でも首振り回転角度の最適化により2軸配向度が向上することを見出した。
第3の実施項目として、双晶組織の微細組織観察方法の確立にも取り組んだ。RE123粒子の双晶組織観察については、FIBで加工し薄片化するという一般的な方法が、エポキシ樹脂中で二軸配向させたDy123粉末配向体にも適用可能であることを見出した。実際、複数の配向粒子の双晶組織を観察した結果、各粒子はすべて所望のc面を向いていて、且つ双晶界面の方位がほぼ一致し2軸配向していた。また、2種類存在するドメインの存在比に不均質が生じている可能性が見出された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
透過型電子顕微鏡による双晶組織観察については、薄膜試料で行う試料加工法と同一の方法で行えることが明らかになり、当該研究グループがもつ既存技術の延長線上で対応可能となった。実際に、配向したDy123粒子の双晶組織の観察が可能となり、観察領域のドメイン比を算出した。今後、2軸磁場配向試料を利用できることから、電子線回折を用いたドメイン内の結晶方位と磁場印加方位の関係など、磁場配向試料ならではの新たな知見が得られるようになると期待できる。双晶組織を有するRE123粒子と磁場配向体に関する研究についてもほぼ計画通りに進められている。
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| 今後の研究の推進方策 |
第3年度について、基本的に研究計画通りに遂行する。引き続き、RE種、合成条件、アニール条件粉砕工程などを制御因子として双晶組織制御の検討およびそれを活用した磁場配向度向上方法の開発を進める。また、首振り回転磁場および直線運動の回転変調磁場を用いた磁場中コロイドプロセスによるRE123配向グリーンシートの作製し、配向度向上や焼結性向上に向けた課題を抽出する。
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