ナノ多層化超伝導複合材料の負荷応力下での層識別応力状態評価と超伝導臨界電流解析

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22360281
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 複合材料・物性
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 落合 庄治郎 京都大学, 大学院・工学研究科, 名誉教授 (30111925)
• 研究分担者: 奥田 浩司 京都大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (50214060)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 複合変形応力 / 超伝導複合材料 / 残留応力 / 臨界電流 / モデリング

研究概要

超伝導テープは力学的・電磁気学的応力が一定以上になると、損傷が生じ、超伝導特性が低下する。そのため、特性評価および信頼性設計には、応力状態が超伝導特性や破壊特性に及ぼす影響を定量的に記述する必要がある。本研究では、応力を負荷されたコーテッド系およびフィラメント系コンダクターについて、X 線異常分散を利用した構成各層の力学応答の非破壊評価手法、および、超伝導特性の負荷応力依存性シミュレーション手法の開発を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Influence of Copper Volume Fraction on Tensile Strain/Stress Tolerances of Critical Current in a Copper-plated DyBCO-coated Conductor (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Ochiai, H. Okuda, T. Arai, 他 3名
  • 雑誌名: Mater. Trans 巻: 54 ページ: 269-275
  • DOI: DOI:10.2320/matertrans.MBW201201
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of the Correlation between n-value and Critical Current in Bent Multifilamentary Bi2223 Composite Tape Based on Damage Evolution Model (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Ochiai, H. Okuda, M. Fujimoto, J.-K. Shin, M. Sugano, M. Hojo, K. Osamura, S. S. Oh and D. W. Ha
  • 雑誌名: Supercon. Sci. Technol 巻: 25 ページ: 054016
  • DOI: DOI:10.1088/0953-2048/25/5/054016
  • 査読あり
• [雑誌論文] Relation of Shunting Current at Cracked Part to Critical Current and n-value in Multifilamentary Bi2223 Composite Tape (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Ochiai, H. Okuda, M. Sugano, 他
  • 雑誌名: Mater. Trans 巻: 53 ページ: 1549-1555
  • DOI: DOI:10.2320/matertrans.MAW201201
  • 査読あり
• [雑誌論文] Relation of n-value to Critical Current in Bent-damaged Bi2223 Composite Tape (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Ochiai, H. Okuda, M. Sugano, 他7 名
  • 雑誌名: Physics Procedia 巻: 27 ページ: 264-267
  • DOI: DOI:10.1016/j.phpro.2012.03.461
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influences of Cracking of Coated Layer on Critical Current in Coated Composite Superconductor (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Ochiai, H. Okuda, A. Toda, 他4 名
  • 雑誌名: Mater. Sci. Forum 巻: 706-709 ページ: 143-148
  • DOI: Doi:10.4028/www.scientific.net/MSF.708-709.143.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influences of Electroplated Copper on Tensile Strain and Stress Tolerance of Critical Current in DyBCO-Coated Conductor (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Ochiai, H. Okuda, M. Sugano, 他
  • 雑誌名: IEEE Trans. Appl. Supercond 巻: 22 ページ: 8400607
  • DOI: DOI:10.1109/TASC.2011.2165844
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of Distribution of Critical Current of Bent-damaged Bi2223 Composite Tape (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Ochiai, H. Okuda, M. Sugano, 他
  • 雑誌名: IOP Conf. Seri.: Mater. Sci. Eng 巻: 18 ページ: 152002
  • DOI: DOI:10.1088/1757-899X/18/15/152002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Relation of Crack-induced Current Shunting to Transport Current and n-value in DyBCO-coated Superconductor (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Ochiai, H. Okuda, T. Arai, 他 4名
  • 雑誌名: Cryogenics 巻: 51 ページ: 584-590
  • DOI: DOI:10.1016/j.cryogenics.2011.08.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Monte Carlo Simulation of Critical Current Distribution of Bent-damaged Multifilamentary Bi2223 Composite tape (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Ochiai, H. Okuda, M. Fujimoto, 他3名
  • 雑誌名: Physica C: Supercond. Appl 巻: 471 ページ: 1114-1118
  • DOI: DOI:10.1016/j.physc.2011.05.138
  • 査読あり
• [雑誌論文] In-situ Strain Measurements of Superconducting Composites by Depth and Layer Sensitive X-ray Diffraction Technique Utilizing Synchrotron Radiation (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Okuda, T. Arai, N. Noda, S. Ochiai, 他
  • 雑誌名: Physica C: Supercond. Appl 巻: 471 ページ: 1067-1070
  • DOI: DOI:10.1016/j.physc.2011.05.125
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simulation for Prediction of Distribution of Critical Current among Specimens under Low Applied Bending Strains near the Average Irreversible Strain in Bi2223 Composite Tape (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Ochiai, M. Fujimoto, H. Okuda,他
  • 雑誌名: Cryogenics 巻: 50 ページ: 765-771
  • DOI: DOI:10.1016/j.cryogenics.2010.10.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influences of Cracking of Coated Superconducting Layer on V?I Curve, Critical current and n-value in DyBCO-coated Conductor Pulled in Tension (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Ochiai, T. Arai, A. Toda, H. Okuda, 他
  • 雑誌名: J. Appl. Phys 巻: 108 ページ: 063905
  • DOI: DOI:10.1063/1.3488014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Applicability of Weibull Distribution to Description of Distributed Normalized Critical Current of Bent-damaged Bi2223 Composite Tape (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Ochiai, H. Okuda, M. Sugano, 他7 名
  • 雑誌名: Mater. Trans 巻: 51 ページ: 1663-1670
  • DOI: DOI:10.2320/matertrans.MAW201001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modeling Analysis of Irreversible Bending Strain Distribution and Critical Current Distribution at Low Bending Strains of Bi2223- Composite tape (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Ochiai, H. Okuda, M. Sugano, 他7 名
  • 雑誌名: Physica C: Supercond. Appl 巻: 470 ページ: 1401-1405
  • DOI: DOI:10.1016/j.physc.2010.05.123
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of Tensile Damage on V-I Curve and Critical Current of DyBCO Coated Conductor (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Toda, T. Arai, S. Ochiai, H. Okuda, 他 4 名
  • 雑誌名: Physica C: Supercond. Appl 巻: 470 ページ: 1346-1349
  • DOI: DOI:10.1016/j.physc.2010.05.109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prediction of Variation in Critical Current with Applied Tensile/Bending Strain of Bi2223 Composite Tape from Tensile Stress-Strain Curve (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Ochiai, H. Okuda, M. Sugano, 他
  • 雑誌名: J. Appl. Phys 巻: 107 ページ: 083904
  • DOI: DOI:10.1063/1.338082
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of Critical Current Distribution of Bent Bi2223 Composite Tapes by Unifying Parameter Approach and Its Application to Description of Average Critical Current - Bending Strain Relation near the Average Irreversible Strain (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Ochiai, H. Okuda, M. Sugano, 他7 名
  • 雑誌名: Supercond. Sci. Technol. 巻: 23 ページ: 025006
  • DOI: DOI:10.1088/0953-2048/23/2/025006
  • 査読あり
• [学会発表] DyBCO コーテッドコンダクターの臨界電流の耐ひずみおよび耐応力特性に及ぼす被覆銅体積率の影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 落合庄治郎,奥田浩司,新井貴博,他3名
  • 学会等名: 日本金属学会2012年秋期(第151回)大会
  • 発表場所: 愛媛大学城北キャンパス
  • 年月日: 2012-09-17
• [学会発表] 多芯 Bi2223 複合テープにおけるクラック部での迂回電流と臨界電流および n値との関係 (2012)
  • 著者名/発表者名: 落合庄治郎, 奥田浩司,菅野未知央, 他4名
  • 学会等名: 日本金属学会2012年春期(第150回)大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2012-03-29
• [学会発表] Influences of Cracking of Coated Layer on Critical Current in Coated Composite Superconductor (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Ochiai, H. Okuda, A. Toda, 他 4名
  • 学会等名: THERMEC 2011(7th International Conference onProcessing and Manufacturing of Advanced Materials)
  • 発表場所: Quebec City, Canada
  • 年月日: 20110801-05
• [学会発表] Analysis of Correlation between n-value and Critical Current in Bent Multifilamentary Bi2223 Composite Tape Based on Damage Evolution Model (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Ochiai, H. Okuda, M. Fujimoto, 他6名
  • 学会等名: 6th Workshop of Mechanical- Electromagnetic Properties of Superconducting Materials (MEM11)
  • 発表場所: Okinawa
  • 年月日: 2011-12-05
• [学会発表] DyBCO コーテッドコンダクターにおけるクラック部での電流迂回が臨界電流に及ぼす影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 落合庄治郎,奥田浩司,新井貴博,他5名
  • 学会等名: 日本金属学会2011年秋期(第149回)大会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター
  • 年月日: 2011-11-09
• [学会発表] Analysis of Distribution of Critical Current of Bent-damaged Bi2223 Composite Tape (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Ochiai, H. Okuda, M. Sugano, 他6 名
  • 学会等名: 3rd International Congress on Ceramics (ICC3)
  • 発表場所: 大阪グランドキューブ
  • 年月日: 2010-11-16
• [学会発表] In-situ Strain Measurements of Superconducting Composites by Depth and layer Sensitive X-ray Diffraction Technique Utilizing Synchrotron Radiation (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Okuda, T. Arai, A. Toda, S. Ochiai, 他 2 名
  • 学会等名: 23rd International Symposium on Superconductivity
  • 発表場所: つくばエポカル
  • 年月日: 2010-11-02
• [学会発表] DyBCO 複合テープ材の超伝導臨界電流に及ぼす DyBCO 層クラッキングの影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 落合庄治郎,奥田浩司,新井貴博,他3 名
  • 学会等名: 第54回日本学術会議材料工学連合講演会
  • 発表場所: ハートピア京都
  • 年月日: 2010-10-27
• [図書] Mechanical behavior and its Relation to Critical Current of Bi2223-Superconducting Composite Tapes", Book, "Superconductivity and Superconducting Wires", edited by D. Matteri and L. Futino, Chapter (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Ochiai and H. Okuda
  • 総ページ数: 1-32
  • 出版者: NOVA Science Publishers, New York, USA
• [備考]
  • URL: http://mcmd.mtl.kyoto-u.ac.jp