2020 年度研究成果報告書

高温超伝導線のヘテロ接合界面における微細構造の解析と接合メカニズムの解明

研究課題

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研究課題/領域番号	18K04719
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
審査区分	小区分26030:複合材料および界面関連
研究機関	室蘭工業大学
研究代表者	金沢新哲室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 助教 (50584306)
研究期間 (年度)	2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード	ヘテロ界面 / 超伝導接合 / 高温超伝導線材
研究成果の概要	計画とおり、Yb123バルクを用いた溶融成長法によるRE123線材間のヘテロ接合について、界面の組織形成と結晶成長および構造変化などを調べた。界面の組織形成では、Gd123-Yb123の接合構造が一部であり、非超伝導であるBaCuO2を経由したGd123-BaCuO2-Yb123の構造が多くなっていた。このような組織が、これまで接合の臨界電流が低かった要因の一つとして考えられる。ヘテロ界面の結晶成長について、Yb123相が成長した厚さは1μm以下と評価された。界面における構造変化について、Mo元素の固相拡散が接合の臨界電流に大きく影響する可能性があり、線材の構造の改良が必要であると考えている。
自由記述の分野	材料工学
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究の溶融バルク成長法により、従来の拡散法で未解決となった機械強度の課題が大きく改善され、さらなる研究により臨界電流の改善が得られば、実用が検討されている有力な候補である。本研究成果により、接合メカニズムにおける接合組織と結晶成長の範囲、および構造変化に知見を深めることができ、今後の臨界電流の改善に向けた理論的な根拠を提供した。また、多分野のBi2223線材の接合の性能向上にも貢献している。