酸化物超伝導コーティング線材の損失メカニズムと低損失化構造の研究

氧化物超导涂层线损耗机理及低损耗结构研究

• 批准号: 13750244
• 负责人: 福井 聡
• 金额: $ 1.66万
• 依托单位: Niigata University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13750244/
• 关键词: 酸化物コーティング線材; Y系線材; 交流損失; 通電損失; 磁化損失; 最適化設計; 集合導体

Y(イットリウム)系線材は長尺化の技術は進展していないが,Bi系線材の数倍以上の臨界電流密度を有することから,応用への潜在的能力を秘めた次世代線材として期待されている.本研究では材料的優位性の高いY系コーティング線材に主たる焦点をあて,ミクロな電磁現象論に立脚した低損失な線材及び導体構造の解明し,Bi系線材を越える高性能なY系線材の設計手法を系統的に研究することを目的としている.酸化物高温超伝導線材の交流損失メカニズムを解明するため,平成13年度の研究では,イットリウム系線材に直流及び交流磁界を印加し,線材への外部磁界の印加方向を変化させながら,交流通電時の通電損失・磁化損失の同時測定を行った.同時にBi系線材についても同様の測定を行い,特性の類似点・相違点を明確化する.これにより,損失特性を印加磁界の形態別に体系的に整理した.既に我々が開発した解析モデルによる解析結果と上記測定で得られた損失データを比較し,モデルの妥当性を検証した.その結果,我々の解析モデルは,測定で得られた線材の交流損失特性を良く説明できることがわかった.これらの結果を基に,平成14年度は交流損失を低減できる線材構造の検討を行い,集合導体化により線材単独の場合より損失が低減できる条件を理論的に導いた.また,積極的に臨界電流密度分布を制御し交流損失を低減できる酸化物超電導線材の断面構成の設計指針についての知見を得ることができた.

The technology of lengthening Y(Y)-based wires is progressing. The critical current density of Bi-based wires is several times higher than that of Y (Y)-based wires. This study focuses on the study of high performance Y-series wire materials, low loss Y-series wire materials and conductor structures based on electromagnetic phenomena, and systematic research on design techniques for Bi-series wire materials. AC loss of acidified high temperature superconducting wire materials was investigated in 2013. DC and AC magnetic fields of the wire materials were measured. The direction of the external magnetic field of the wire materials was changed. At the same time, Bi series wire material is tested in the same way, and the similar points and contrary points of characteristics are clarified. The loss characteristics of the magnetic field and the morphology of the system are analyzed. The results of the analysis were compared with the results of the measurement, and the appropriateness of the analysis was verified. As a result, the AC loss characteristics of the wire were determined. Based on these results, in 2014, the AC loss was reduced, the wire structure was studied, and the conductor was integrated, and the loss was reduced. In addition, the active critical current density distribution is controlled to reduce AC losses. The design guidelines for the cross-section composition of acid superconductors are obtained.

项目成果

S.fukui, Ikeda, T.Sano, H.Sango, M.Yamaguchi T.Takao: "Analysis and Measurement of AC Transport Current Loss in BSCCO Tape in External AC Magnetic Field"IEEE Transactions on Applied Superconductivity. Vol.11 No.1. 2212-2215 (2001)

S.fukui、Ikeda、T.Sano、H.Sango、M.Yamaguchi T.Takao：“外部交流磁场中 BSCCO 磁带中交流传输电流损耗的分析和测量”IEEE 应用超导学报。

吉田俊貴, 池田元史, 福井聡, 山口貢, 佐藤孝雄: "Bi2223ツイスト型テープ線材の交流縦磁界下・交流通電時の交流損失特性"電気学会研究会資料. ASC-02-16. 1-5 (2002)

Toshiki Yoshida、Motofumi Ikeda、Satoshi Fukui、Mitsugu Yamaguchi、Takao Sato：“交流垂直磁场下和施加交流电流时 Bi2223 绞带线的交流损耗特性”ASC-02-16。 (2002)

S.Fukui, M.Ikeda, T.Yoshida, T.Sato, M.Yamaguchi: "Investigation of AC Loss Characteristics of Bi2223Twisted Multifilamentary Tape"IEEE Transactions on Applied Superconductivity. Vol.12 No.1. 1612-1615 (2002)

S.Fukui、M.Ikeda、T.Yoshida、T.Sato、M.Yamaguchi：“Bi2223 扭曲复丝带的交流损耗特性研究”IEEE 应用超导汇刊。

池田元史, 井村佳代, 福井聡, 山口貢, 佐藤孝雄: "ツイストによるBi2223テープ線材の交流横磁界下・交流通電時の損失低減特性"電気学会研究会資料. ASC-02-17. 7-12 (2002)

Motofumi Ikeda、Kayo Imura、Satoshi Fukui、Mitsugu Yamaguchi、Takao Sato：“交流横向磁场下和施加交流电流时绞合 Bi2223 带线的损耗降低特性”ASC-02-17。 (2002)

S.Fukui, M.Ikeda, T.Sano, H.Sango, M.Yamaguchi, T.Takao: "Analysis and Measurement of AC Transport Current Loss in BSCCO Tape in External AC Magnetic Field"IEEE Transactions on Applied Superconductivity. Vol.11 No.1. 2212-2215 (2001)

S.Fukui、M.Ikeda、T.Sano、H.Sango、M.Yamaguchi、T.Takao：“外部交流磁场中 BSCCO 磁带中交流传输电流损耗的分析和测量”IEEE 应用超导学报。