1998 Fiscal Year Annual Research Report
拡散法によるビスマス系酸化物高温超伝導体の導体化に関する研究
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09650770
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
山田 豊 東海大学, 工学部, 教授 (10266372)
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| Keywords | 酸化物高温超伝導体 / Bi-2212 / 拡散法 / バルク体 / 配向組織 / 臨界電流 / 電流リード / 接続抵抗 |
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| Research Abstract |
拡散法によりビスマス系2212酸化物高温超伝導体を作製し、電流リード等への導体化について研究を行った.
拡散法は、高融点の酸化物基盤と低融点の酸化物塗布材との拡散反応により所望の超伝導相を得る方法であるが、本年度は、ビスマス酸化物(Bi_2O_3)と銅酸化物(CuO)の共晶組成である、Bi:Cu=2:0.136の融体中に高融点基盤を浸漬・被覆後、拡散熱処理を行う新しい拡散プロセスを試みた.生成した超伝導拡散相は、厚さ約120μmで、臨界温度:Tcは78K、臨界電流密度:Jcは、4.2K、自己磁場下で25,000A/cm^2を越えるバルク体としては高い値が得られた.さらに、実用上重要なJcについて、Jc-温度-磁場特性を評価した.この様な低融点酸化物の融体中に高融点拡散基盤を浸漬して塗布する方法は、低融点酸化物のスラリーを塗布する従来の方法に比べ、形状の制約を受けにくく、塗布に要する時間も30秒程度の短時間で済むことからより実用的な塗布方法と言える。
一方、従来の塗布法により比較的大きい中空円筒バルク試料(外/内径:20/16mm,長さ=55mm)を作製し、臨界電流特性を主として調べた。本試料を16分割したバルク体において、4.2Kで255Aの臨界電流:Icが得られたが、これを試料の全拡散層面積で換算すると、約4,000Aに相当することから大電流用導体として有望である.酸化物超伝導体を導体として用いる場合、超伝導バルク体と通電電極部との接触抵抗の低減が求められるが、本試料では拡散対の塗布材側に添加した銀の試料表面への析出効果により、10^<-8>Ωcm^2オーダーの極めて低い接触抵抗値が得られた。これは、1,000Aの大電流通電に対して、わずか1mW程度のジュール発熱に相当し、拡散法により作製する本バルク試料のユニークな特長の一つである。また、室温一液体窒素温度(77K)間の熱サイクル試験では、300回の熱サイクルに対しても接触抵抗率の劣化はほとんど認められなかった。
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[Publications] Y.Yamada,K.Tachikawa et al.: "Structures and Superconducting Properties of Bi-2212 Oxide Cylinders Prepared by the Dip-Coating and Subsequent Diffusion Process" IEEE Trans.on Applied Superconductivity. 9・(to be published). (1999)
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[Publications] Y.Yamada,K.Tachikawa et al.: "Superconducting Properties and Structures in Bi-2212 Cylinders Synthesized by the Diffusion Process" Proc.8th US-Japan Workshop on High Temperature Superconductors. 125-131 (1998)
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[Publications] Y.Yamada,K.Tachikawa et al.: "Structure and Superconducting Properties of Bi-2212 Cylinders Prepared by Diffusion Process" Advances in Cryogenic Engineering. 44. 547-554 (1998)
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[Publications] T.Hasebe,Y.Yamada et al.: "Cryocooler-Cooled Superconducting Magnets and Their Applications" Advances in Cryogenic Engineering. 43. 291-297 (1998)
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[Publications] 山田豊、太刀川恭治ら: "拡散法により作製した円柱状Bi系酸化物高温超伝導体の超伝導特性と組織" 日本金属学会誌. 61・9. 836-841 (1997)
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[Publications] Y.Yamada,K.Tachikawa et al.: "Critical Current and Structure of Bi-2212 Bulk Oxides Prepared by a Diffusion Process" IEEE Trans.on Applied Superconductivity. 7・2. 1715-1718 (1997)
