YBCOと銀の複合による高温超伝導材料の超伝導特性と機械的性質

YBCO与银复合材料高温超导材料的超导性能和力学性能

• 批准号: 03210218
• 负责人: 水谷 宇一郎
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1991
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1991 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-03210218/
• 关键词: YBCO; 三点曲げ強度; ΔM効果; MTG法; ピン止め中心; 機械的強度

YBCO超伝導体は90K以上の超伝導遷移温度を示すものの,セラミックス特有の〓さと金属に比べて著しく高い常伝導状態の比抵抗をもつ。本研究の目的は90K級の超伝導を保持しながら,金属に近い比抵抗と十分な機械的強度を持つ高温超伝導材料を開発することである。平成元年度にはYBCO粉末にAg粉末を添加して,曲げ強度150MPaの超伝導材料を得た。平成2年度にはこれにさらにZrを添加して,最高曲げ強度270MPaの高温超伝導材料の開発に成功した。この分野ではその間にMTG法などYBCOをいったん溶かしてゆっくり冷却し粒成長させる方法が開発され,大きな磁化ヒステリシスと高い臨界電流密度を持つ超伝導材料が得られるようになってきた。このような超伝導体では,微細に析出した(211)相がピン止め中心になると言われている。我々が開発したZr添加YBCOは(211)相や微細なBaZrO_3を含むので,MTG法を適用することで高い機械的強度と高い臨界電流密度を兼ね備えた超伝導材料の開発が期待出来る。平成3年度にはこれを目標に掲げ,Zr添加YBCOを部分溶解させた時の強度の向上機構を冶金学的立場から明らかにした。さらに77Kにおける磁化特性を評価することにより,出来るだけ大きな磁気ヒステリシスを持ち,臨界電流密度が高くなる熱処理条件の最適化を検討した。現在のところZr_<0.1->YBCOにおいてΔMの値が30emu/cm^3を得ている。この値はYBCOの3倍である。MTG法では大きなΔMが得られるが,結晶粒が粗大化して機械的強度が低下する。現在,この点に改良を加えて優れた強度と優れた超伝導特性を兼備した材料の開発に今一歩のところに達している。

YBCO superconductors exhibit a transition temperature above 90K and a specific resistance characteristic of metals. The purpose of this study is to maintain the conductivity of 90K superconductors, and to develop high temperature superconductors with high mechanical strength. In the first year of Heisei, YBCO powder and Ag powder were added, and the flexural strength of 150MPa and the superconducting material were obtained. In the second year of Heisei, the development of high temperature superconducting materials with maximum bending strength of 270MPa was successfully carried out due to the addition of Zr. The MTG method for YBCO cooling and grain growth has been developed, and large magnetization and high critical current density have been developed for superconducting materials. This is the first time that a conductor has been separated, and the second time that a fine precipitate has been separated (211) from the center. The MTG method is suitable for high mechanical strength, high critical current density and the development of superconducting materials. In the third year of Heisei, YBCO was partially dissolved and its strength was increased. Evaluation of magnetization characteristics at 77K and optimization of heat treatment conditions for high critical current density Now the value of Zr_<0.1->YBCO is 30emu/cm^3. YBCO is 3 times higher than YBCO. MTG method is used to obtain large ΔM, coarse crystal grains and low mechanical strength. Now, the point of improvement is to improve the strength and conductivity of the material.

项目成果

T.Oka: "Metallurgical Reactions and their Relations to Enhanced Mechanical Strength in ZrーYBCO" submitted to Japanese Journal of Applied physics. (1991)

T.Oka：“冶金反应及其与 Zr-YBCO 增强机械强度的关系”提交给日本应用物理学杂志（1991 年）。

U.Mizutani: "Mechanical Alloying of a Mixture of Y,Cu and Ba Elemental Powders in the Formation Process of the YBa_2Cu_3O_<7-X> Superconducting Oxides" Proceedings of the International Symposium of Mechanical Alloying. (1991)

U.Mizutani：“YBa_2Cu_3O_<7-X>超导氧化物形成过程中Y、Cu和Ba元素粉末混合物的机械合金化”国际机械合金化研讨会论文集。

T.Oka: "Mechanical and Superconducting Properties of Ag/YBCO Composite Superconductors Reinforced by the Addition of Zr" Japanese Journal of Applied Physics. 29. 1924-1931 (1990)

T.Oka：“添加 Zr 增强的 Ag/YBCO 复合超导体的机械和超导性能”日本应用物理学杂志。

T.Oka: "Mechanical Properties of ZrーYBCO/Ag Sintered Superconducting Composites" Physica C. 185ー189. 507-508 (1991)

T.Oka：“Zr-YBCO/Ag 烧结超导复合材料的机械性能”Physica C. 185-189 (1991)。

T.Oka: "Mechanical and Magnetic Properties of ZrーYBCO Superconducting Composites" Proceedings of ISS '91(Tokyo). (1991)

T.Oka：“Zr-YBCO 超导复合材料的机械和磁性”Proceedings of ISS 91（东京）（1991 年）。