In-Situ法による新超電導線材の開発研究

原位法新型超导线材的研发

• 批准号: 60050049
• 负责人: 青木 亮三
• 金额: $ 3.84万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Fusion Research
• 财政年份: 1985
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1985 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-60050049/
• 关键词: 超電導; 【Nb_3】Sn; InSitu線材; 内部拡散法; 添加元素効果; 交流損失; 多芯撚線構造; Jelly-Roll構造

前年度に引き続き、核融合炉用マグネットに実用可能な【Nb_3】Sn超電導線材をInSitu法 よって作製するための開発研究を進め、以下のような結果を得た。1. InSitu線材の臨界電流Jc(H)が12T以上の高臨界領域で急激に低下する特性を改善するため、添加元素効果が永田によってひき続き追求された。今回はCaOルツボを用いた高周波溶解法でCu-30W%NbにTa5%を添加することによって、Jc(H=15T)を一桁程度上昇させて〜【10^4】A/【cm^2】の高臨界電流値を得ることに成功した。2. 大線経で交流損失の小さなInSitu線材開発のために多芯構造の長尺線材の加工条件を追求していた八十濱は、2種類の線材の構造設計および細線加工を試みた。第1は301本のCu-Nb素線と91本のSn素線を組み込んだ多芯撚線構成のもの、第2はCu-23W%Nbのingotの中芯にSnを導入した單芯同心円構造のものである。前者は9mm経細線段階で破断を生じたが、後者は0.87mm経までの長尺細線化に成功した。1.1mm経段階の部分試料についての測定の結果、Jc(H=8T)=【10^5】A/【cm^2】を得た。3. Jelly-Roll型InSitu線材はSnの内部拡散行程が短かくて【Nb_3】Sn生成反応が迅速容易であること、大線経線材の製作工程の簡単経済性から将来性が見込まれているが、渦巻き複合構造のため加工条件が厳しい。青木、小野寺は種々の試行実験を行った結果、細線加工法についての幾つかの経験則を得て、長尺線材の試作を現在進めている。またInSitu線材に共通の問題としての【Nb_3】Sn micro-tilament間の超電導結合の機構を解明するために、tilament間のCuの核スピン磁気緩和時間をspin-echo法で観測する実験を行った。その結果、tilament間に介在するCuが実際に超電導状態になってJc(H)を支える結合の役を果しており、さらにそれが高磁場印加によって弱化してJc(H)の低下を起すことが判明した。

In the past year, the research on the development of Insitu method for manufacturing superconducting [Nb_3] Sn wires has been carried out. The following results have been obtained. 1. The critical current Jc(H) of InSitu wire material is higher than 12T, and the characteristics of rapid excitation are improved. The effect of adding elements is to improve the performance of permanent field. In this paper, CaO is used in high frequency dissolution method, Cu-30W%Nb and Ta5% are added, Jc(H= 15T) is increased, and the high critical current value of CaO is obtained successfully. 2. Large wire AC loss and small In-Situ wire material development and multi-core structure of long wire material processing conditions to pursue the 80 shore, 2 types of wire material structure design and fine wire processing test. The first 301 Cu-Nb element wire and 91 Sn element wire are assembled into a multi-core twisted wire structure, and the second Cu-23W%Nb element is introduced into a single-core concentric structure. The former was broken by 9mm fine line step, while the latter was successfully linearized by 0.87mm fine line. The measurement results of some samples in the 1.1mm diameter range, Jc(H= 8T)=[10^5] A/[cm^2] are obtained. 3. Jelly-Roll type InSitu wire material Sn internal dispersion process is short,[Nb_3] Sn generation is fast and easy, large wire material production engineering simplicity, future performance is seen in the processing conditions, vortex composite structure is also very difficult. Aoki, Onodera, trial implementation results, fine wire processing method, trial production of long wire materials, progress The mechanism of superconducting bonding between [Nb_3] Sn micro-tilaments is analyzed by spin-echo method. As a result, it is clear that Cu is in a state of superconductivity between tilaments, and Jc(H) is in a state of low conductivity between tilaments, and Jc(H) is in a state of low conductivity between tilaments.

项目成果

低温工学協会研究発表会予稿集. 33-A1-12,13,14. (1985)

低温学会研究会议论文集 33-A1-12,13,14 (1985)。

Proc.of Internat.Symposium on Flux-Pinning and Electromagnetic Properties in Superconductors. (1985)

超导体磁通钉扎和电磁特性国际研讨会论文集。

Proc.of Internat.Cryogenic Material Conf.FP-6. (1985)

国际低温材料会议论文集 FP-6。