レアアースフリー強力超伝導磁石の創製と応用検討

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23246110
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 岸尾 光二 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50143392)
• 研究分担者: 富田 優 公益財団法人鉄道総合技術研究所, 研究開発推進室, 担当部長 (40462915) ; 山本 明保 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20581995) ; 石原 篤 公益財団法人鉄道総合技術研究所, 材料技術研究部, 研究員 (00568347) ; 下山 淳一 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20251366) ; 荻野 拓 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70359545)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 超伝導

研究実績の概要

既存の強力磁石（Ndネオジム、Smサマリウム永久磁石、レアアースRE123系超伝導バルク磁石）と同等以上の磁力を有し、RE(希土類)を構成元素に用いない新しい小型強力磁石の候補として、金属間化合物超伝導体二ホウ化マグネシウム(MgB2)に着目し、バルク超伝導磁石の作製方法の確立と、磁力特性の基礎評価を目的に研究を行った。バルク超伝導磁石の利用には、応用形態に沿ったバルク形状加工が必要であることから、平成２６年度には、均一な特性を有するMgB2バルク体の作製、加工に向けた検討を行った。以下に得られた成果を箇条書きに記す。
１．MgB2バルク体に対して機械加工を施し、種々の形状に加工できることを確認した。２．機械加工後のMgB2バルク体の構造観察を行ったところ、機械加工に由来するクラック、大きな欠け等は見られなかった。
３．機械加工後のMgB2バルク体の捕捉磁場測定を行ったところ、捕捉磁場の値はジオメトリから予想される値とよく一致し、加工による磁場特性の劣化が無いことを確認した。
４．直径30mm、厚み10mmの円盤状MgB2バルク体において、目標としていた5テスラの磁場捕捉に成功した。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Microstructural characteristics of ball-milled, self-sintered ex-situ MgB2 bulks (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Shimada, S. Hata, K. Ikeda, H. Nakashima, S. Matsumura, H. Tanaka, A. Yamamoto, J. Shimoyama, and K. Kishio
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Applied Superconductivity 巻: 25 ページ: 6801105
  • DOI: 10.1109/TASC.2014.2379928
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Enhanced trapped field in MgB2 bulk magnets by tuning grain boundary pinning through milling (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Sugino, A. Yamamoto, J. Shimoyama, and K. Kishio
  • 雑誌名: Superconductor Science & Technology 巻: 25 ページ: 055016
  • DOI: 10.1088/0953-2048/28/5/055016
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Understanding routes for high connectivity in ex-situ MgB2 by self-sintering (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Mizutani, A. Yamamoto, J. Shimoyama, H. Ogino, and K. Kishio
  • 雑誌名: Superconductor Science & Technology 巻: 27 ページ: 044012
  • DOI: 10.1088/0953-2048/27/4/044012
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Permanent magnet with MgB2 bulk superconductor (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Yamamoto, A. Ishihara, M. Tomita, and K. Kishio
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 105 ページ: 032601
  • DOI: 10.1063/1.4890724
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Self-sintering-assisted high intergranular connectivity in ball-milled ex situ MgB2 bulks (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Mizutani, A. Yamamoto, J. Shimoyama, H. Ogino, and K. Kishio
  • 雑誌名: Superconductor Science & Technology 巻: 27 ページ: 114001
  • DOI: 10.1088/0953-2048/27/11/114001
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 多種形状MgB2超電導バルク磁石の捕捉磁場分布 (2015)
  • 著者名/発表者名: 石原 篤、赤坂 友幸、富田 優、山本 明保、岸尾 光二
  • 学会等名: 第62回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東海大学、神奈川県
  • 年月日: 2015-03-12 – 2015-03-12
• [学会発表] 高捕捉磁場MgB2超伝導バルク磁石の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 杉野 翔, 山本 明保, 下山 淳一, 岸尾 光二, 石原 篤, 赤坂 友幸, 富田 優
  • 学会等名: 第62回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東海大学、神奈川県
  • 年月日: 2015-03-11 – 2015-03-11
• [学会発表] Trapped field properties of MgB2 bulk magnets in various shapes (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Akasaka, M. Tomita, A. Ishihara, A. Yamamoto, S. Sugino, K. Kishio
  • 学会等名: The 27th International Symposium on Superconductivity
  • 発表場所: 船堀タワーホール、東京都
  • 年月日: 2014-11-27 – 2014-11-27
• [学会発表] Field trapping properties of MgB2 bulk magnets with varied grain size (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Sugino, A. Yamamoto, J. Shimoyama, K. Kishio, A. Ishihara, T. Akasaka, M. Tomita
  • 学会等名: The 27th International Symposium on Superconductivity
  • 発表場所: 船堀タワーホール、東京都
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] Synthesis of high connectivity ex-situ MgB2 bulks by short time self-sintering (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Mizutani, A. Yamamoto, J. Shimoyama, H. Ogino, K. Kishio
  • 学会等名: The 27th International Symposium on Superconductivity
  • 発表場所: 船堀タワーホール、東京都
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] 自己焼結法ex-situ MgB2バルクの微細組織 (2014)
  • 著者名/発表者名: 水谷俊介、山本明保、下山淳一、荻野拓、岸尾光二
  • 学会等名: 第90回低温工学・超電導学会研究発表会
  • 発表場所: コラッセふくしま、福島県
  • 年月日: 2014-11-06 – 2014-11-06
• [学会発表] 大型MgB2超伝導バルク磁石の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 杉野 翔, 山本 明保, 下山 淳一, 岸尾 光二, 石原 篤, 赤坂 友幸, 富田 優
  • 学会等名: 第90回低温工学・超電導学会研究発表会
  • 発表場所: コラッセふくしま、福島県
  • 年月日: 2014-11-06 – 2014-11-06
• [学会発表] MgB2超電導バルク磁石の捕捉磁場の距離依存性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石原 篤, 赤坂 友幸, 富田 優, 山本 明保, 杉野 翔, 岸尾 光二
  • 学会等名: 第90回低温工学・超電導学会研究発表会
  • 発表場所: コラッセふくしま、福島県
  • 年月日: 2014-11-05 – 2014-11-05
• [学会発表] MgB2超電導バルク磁石の機械加工と捕捉磁場特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石原 篤, 赤坂 友幸, 富田 優, 山本 明保, 杉野 翔, 岸尾 光二
  • 学会等名: 第75回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学、北海道
  • 年月日: 2014-09-19 – 2014-09-19
• [学会発表] MgB2超電導バルク磁石の基礎特性評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 赤坂 友幸, 石原 篤, 富田 優, 山本 明保, 杉野 翔, 岸尾 光二
  • 学会等名: 第75回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学、北海道
  • 年月日: 2014-09-19 – 2014-09-19
• [学会発表] MgB2超伝導バルク磁石の応用ポテンシャル (2014)
  • 著者名/発表者名: 山本明保
  • 学会等名: 第13回高温超伝導バルク材「夏の学校」
  • 発表場所: ホテル安比グランドアネックス、岩手県
  • 年月日: 2014-08-29 – 2014-08-29
  • 招待講演
• [学会発表] Evaluation of trapped field property in MgB2 superconducting bulk (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Ishihara, M. Tomita, T. Akasaka, A. Yamamoto, S. Sugino, K. Kishio
  • 学会等名: The 15th IUMRS-International Conference in Asia
  • 発表場所: 福岡大学、福岡県
  • 年月日: 2014-08-27 – 2014-08-27
• [学会発表] Development of MgB2 superconducting bulk for novel permanent magnet applications (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Ishihara, T. Akasaka, M. Tomita, A. Yamamoto, S. Sugino, K. Kishio
  • 学会等名: Applied Superconductivity Conference 2014
  • 発表場所: Charlotte, USA
  • 年月日: 2014-08-14 – 2014-08-14
• [学会発表] Thickness dependence of trapped field in MgB2 superconducting bulk magnets (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Sugino, A. Yamamoto, J. Shimoyama, K. Kishio, A. Ishihara, T. Akasaka, M. Tomita
  • 学会等名: Applied Superconductivity Conference 2014
  • 発表場所: Charlotte, USA
  • 年月日: 2014-08-12 – 2014-08-12
• [学会発表] Trapped field property of MgB2 superconducting bulk magnets (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Tomita, A. Ishihara, T. Akasaka, A. Yamamoto, S. Sugino, K. Kishio
  • 学会等名: Applied Superconductivity Conference 2014
  • 発表場所: Charlotte, USA
  • 年月日: 2014-08-12 – 2014-08-12
• [学会発表] MgB2バルクならびに線材における組織学的特徴と高Jc化の課題 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山本明保
  • 学会等名: 液体水素冷却MgB2超電導線の開発と応用に関するフォーラム
  • 発表場所: JST本館、東京都
  • 年月日: 2014-07-24 – 2014-07-24
  • 招待講演
• [学会発表] 自己焼結法ex-situ MgB2バルクにおける原料粉末作製条件の検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 水谷俊介、山本明保、下山淳一、荻野拓、岸尾光二
  • 学会等名: 第89回低温工学・超電導学会研究発表会
  • 発表場所: 船堀タワーホール、東京都
  • 年月日: 2014-05-28 – 2014-05-28
• [学会発表] 直接合成MgB4を前駆体としたin-situ法MgB2バルクの作製 (2014)
  • 著者名/発表者名: 久良智明、山本明保、下山淳一、荻野拓、岸尾光二
  • 学会等名: 第89回低温工学・超電導学会研究発表会
  • 発表場所: 船堀タワーホール、東京都
  • 年月日: 2014-05-28 – 2014-05-28
• [学会発表] 粒径制御によるMgB2バルク磁石の高捕捉磁場化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 杉野翔、山本明保、下山淳一、岸尾光二、石原篤、赤坂友幸、富田優
  • 学会等名: 第89回低温工学・超電導学会研究発表会
  • 発表場所: 船堀タワーホール、東京都
  • 年月日: 2014-05-28 – 2014-05-28
• [学会発表] MgB2超電導バルク磁石の開発と応用検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 富田 優, 石原 篤, 赤坂 友幸, 山本 明保, 杉野 翔, 岸尾 光二
  • 学会等名: 第89回低温工学・超電導学会研究発表会
  • 発表場所: 船堀タワーホール、東京都
  • 年月日: 2014-05-28 – 2014-05-28
• [学会発表] MgB2超電導バルク体の加工性能 (2014)
  • 著者名/発表者名: 赤坂 友幸, 石原 篤, 富田 優, 山本 明保, 杉野 翔, 岸尾 光二
  • 学会等名: 第89回低温工学・超電導学会研究発表会
  • 発表場所: 船堀タワーホール、東京都
  • 年月日: 2014-05-28 – 2014-05-28
• [学会発表] MgB2超電導バルク磁石の磁束密度分布の評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石原 篤, 赤坂 友幸, 富田 優, 山本 明保, 杉野 翔, 岸尾 光二
  • 学会等名: 第89回低温工学・超電導学会研究発表会
  • 発表場所: 船堀タワーホール、東京都
  • 年月日: 2014-05-28 – 2014-05-28
• [学会発表] Development of MgB2 superconducting bulk permanent magnet (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Yamamoto, S. Sugino, J. Shimoyama, K. Kishio, A. Ishihara, T. Akasaka, M. Tomita
  • 学会等名: International Conference on Superconductivity and Magnetism 2014
  • 発表場所: Antalya, Turkey
  • 年月日: 2014-04-28 – 2014-04-28
  • 招待講演
• [学会発表] Development of High Connectivity ex-situ MgB2 Bulks by Promotion of Self-Sintering (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Mizutani, A. Yamamoto, J. Shimoyama, H. Ogino, K. Kishio
  • 学会等名: 2014 MRS Spring Meeting & Exhibit
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2014-04-23 – 2014-04-23
• [学会発表] Development of MgB2 superconducting bulk permanent magnet (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Yamamoto, S. Sugino, J. Shimoyama, K. Kishio, A. Ishihara, T. Akasaka, M. Tomita
  • 学会等名: 2014 MRS Spring Meeting & Exhibit
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2014-04-22 – 2014-04-22
• [図書] Intermediate superconductors for applications: MgB2 (Chapter 6.a) (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Yamamoto and K. Kishio
  • 総ページ数: 10
  • 出版者: World Scientific