Y123バルク体の溶融成長における強磁場の効果と組織制御

强磁场和织构控制对Y123块体材料熔体生长的影响

基本信息

批准号：
12750007
负责人：
淡路智
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12750007/
关键词：
YBCO 強磁場結晶成長示差熱分析超伝導部分溶融微細組織

项目摘要

本研究費で購入した磁場中電気炉を金属材料研究所付属強磁場超伝導材料研究センターに既設の15T伝導冷却超伝導磁石と組合せ、これにすでに作製していた示差熱分析ユニットを挿入して、磁場中示差熱分析装置を完成させ、さらにLabView(ナショナルインストゥルメンツ社)上で動作する測定ソフトウエアを作製した。これにより15Tまでの高磁場中1200℃までの温度における示差熱分析装置が実現した。開発した装置を用いて、磁場中の示唆熱分析を行い、溶融成長への磁場の影響を詳細に調べた結果、昇温過程における溶融温度が、磁場でまったく変化しない一方で、冷却過程では印加磁場の増加にともなって、結晶化に伴う発熱ピークが低温側にシフトすることが明らかとなった。さらなる詳細な実験により、磁場によって結晶成長速度が遅くなっていることが明らかとなった。ここで得られた結果は、以前から得られている組織変化や結晶性の向上などの結果を定性的に説明できる。さらに、磁場中で溶融成長をさせた試料の磁束ピンニング特性をさらに詳細に調べるために、電流ー電圧特性を詳細に測定した。超伝導状態における電流ー電圧特性には局所的な臨界電流密度の分布の情報が含まれている。したがって、これを詳細に調べることによって、磁場によって磁束ピンニング特性がどう変化した理解できることになる。実験の結果、局所的な臨界電流密度の分布は、溶融時に印加した磁場が増大するにしたがって、狭くなることが分かった。これは、磁場によって磁束ピンニング特性そのものも影響を受けることを意味しており、今後の材料設計のパラメーターとして磁場が有用であることを意味している。

The magnetic field electric furnace purchased for this research fund was combined with the existing 15T conduction-cooled superconducting magnet at the Strong Magnetic Field Superconducting Materials Research Center, attached to the Metal Materials Research Institute, and the differential thermal analysis unit that had already been fabricated was inserted into the differential thermal analysis unit, completing the differential thermal analysis device in the magnetic field, and furthermore, measuring software that operates on LabView (National乐器）。这导致在高达1200°C的温度下，在高达15T的高磁场中产生了差异热分析仪。使用开发的设备，我们在磁场中进行了暗示性的热分析，并详细研究了磁场对熔体生长的影响。据透露，尽管由于磁场的磁场，在温度升高过程中的熔化温度在冷却过程中根本没有变化，但随着施加的磁场的增加，与结晶相关的热产生峰向低温侧移动。进一步的详细实验表明，由于磁场，晶体生长速率减慢了。此处获得的结果可以定性解释先前获得的结果，例如组织变化和改善的结晶度。此外，为了进一步研究在磁场中熔化的样品的磁通量固定特性，详细测量了电流 - 电压特性。超导状态中的电流 - 电压特性包含有关局部临界电流密度分布的信息。因此，通过详细检查这一点，可以了解磁场如何改变磁通量固定特性。实验表明，局部临界电流密度分布随着熔化过程中施加的磁场的增加而变窄。这意味着磁场还会影响磁通量固定特性，这意味着磁场可作为未来材料设计的参数。