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Bi2223高温超伝導接合の支配因子解明による特性制御

阐明Bi2223高温超导结控制因素的特性控制

基本信息

批准号：
22K14482
负责人：
武田泰明
金额：
$ 2.91万
依托单位：
National Institute for Materials Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本年度は主に、2本の短く切った市販Bi2223高温超伝導線材をつないだ、約10cmの直線形状の超伝導接合試料を作製した。まず、接合特性として重要な電流容量（臨界電流）と、接合の微細組織を、各試料で評価した。接合部分の密度が高いほど、電流容量が大きくなることを実証し、密度が接合特性の支配因子であることを明らかにした。これは線材やバルク材などの従来のBi2223材料でも良く知られる現象だが、超伝導接合という新しい材料においても従来材料と同様に扱うことができることを初めて指摘した研究である。上記に基づいて、従来材料で高特性化に有効であることが知られている一軸加圧中での熱処理（ホットプレス）を使った接合作製手法を開発した。加圧によって接合部分の密度が上昇し、従来プロセスよりも短時間で大きな電流容量の超伝導接合が作製できることを実証した。超伝導接合は、永久電流（ほぼ減衰しない電流）で運転する超伝導マグネットの製造プロセスの一つである。大型のマグネットでは接合数が100個以上にもなるために、短時間で高特性な接合が作製できることが望ましい。接合特性の支配因子に立脚することで、こうした実際のマグネット製造に適する接合作製プロセスが構築できることを、この研究によって指摘した。もう一つの接合特性として、超伝導マグネットで永久電流を実現するための低い接合抵抗も重要である。そこで、約1.6m長の1本の線材を3回巻きのループにし、その両端部分を折り返し形状に接合した試料を使った、接合抵抗の評価と支配因子解明にも着手し始めた。超伝導状態でループに流した電流の緩やかな減衰を理論的に解釈することで、接合抵抗を評価し、さらに特定の物理量（温度や時間など）が接合抵抗の支配因子になりうることを見出した。

This year, we produced 2 commercially available Bi2223 high-temperature superconducting wire materials and 10 cm straight-line superconducting bonding specimens. The current capacity (critical current), the fine structure of the joint, and the evaluation of each sample are important for joint characteristics. The density of the joint part is high, the current capacity is large, the current capacity is high, and the density is the governing factor of the joint characteristics.これはやバルク Material などの従来のBi2223 material でもgood くknow られるphenomenon だが、super conductive joint という新しい Material においても従来 Material と同様に扱うことができることを Initial research してた Research である. The above-mentioned materials are based on the characteristics of high-quality materials and are effective. The shaft is heat treated under pressure (ホットプレス) and is a joint manufacturing method that is used to open the shaft. The density of the joint part is increased by adding pressure, and the super conductive joint with large current capacity in a short period of time is produced. Superconducting junction, permanent current (attenuated current) and superconducting conductor are manufactured by the same method. The number of large joints is more than 100, and the joints with high characteristics can be produced in short time. The governing factors of joint characteristics are: Adaptable joint production プロセスが structuring できることを, この research によって fingering した. The bonding characteristics of もう一つのとして, the super-conducting マグネットでpermanent current を実appears and the low bonding resistance is important である.そこで, about 1.6m long 1 piece of wire, 3 times rolled, その両end part folded back The shape of the joint and the determination of the specimen, the evaluation of the joint resistance and the explanation of the governing factor are the start of the test. Superconducting state, current slowdown and attenuation theory, solution, joint resistance, and evaluationし、さらにSpecific physical quantity (temperature や time など) がjoint resistance の governing factor になりうることを见出した.