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電磁設計による低損失高温超電導線材の開発と交流通電特性の評価

通过电磁设计开发低损耗高温超导线材并评估交流载流特性

基本信息

批准号：
15760197
负责人：
稲田亮史
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Toyohashi University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

2軸圧延と1軸圧延を組み合わせた矩形変形法により、超電導フィラメントが線材横断面内において列状にブロック化された構造を有する銀シース多芯テープ線材を作製し、交流通電特性の測定・評価を行った。矩形変形方を用いる最大の利点は、線材形状およびフィラメント配置の制御性が通常の丸ダイスを用いた加工法に比較して格段に優れていることである。測定の結果、フィラメント配置の制御を施した多芯テープ線材では、通常の銀シース加工法で作製した線材と比較して最大70%程度の通電損失低減が可能であることが示唆された。実際の線材形状を考慮して、各試料の電流分布および通電損失密度分布の数値計算を行った結果、前述のフィラメント配置制御による損失低減は、テープ端部近傍のフィラメントで発生する損失の抑制(エッジ効果の抑制)に起因することが判明した。矩形変形法において、2軸圧延による細線化後の芯線の形状および寸法は、線材の通電特性を左右する要因の一つであると考えられる。そこで、2軸圧延後の角線の形状(断面アスペクト比:AR)が、最終的な線材の交流通電特性におよぼす影響を検討した。線材断面内のフィラメント配置を(5×4)構造としたコンポジットを、2軸圧延によりARが1.0〜4.0となるように加工し、1軸圧延と熱処理の反復工程を経て複数のテープ線材を得た。角線時のARの増加と共に、テープ断面端部近傍のフィラメント形状の乱れやフィラメント同士の物理的な結合(ブリッジング)は抑制され、臨界電流密度(J_c)は上昇する傾向が見られた。更に、通電損失は角線時のARの増加と伴い減少した。この結果は、角線時のARの増加と共に、テープ断面端部近傍のフィラメントの超電導特性が改善され、線材断面幅方向における自己磁界の侵入およびテープ断面近傍での損失発生が抑制されたことに起因すると推測される。

2-axis voltage delay and 1-axis voltage delay are combined to form rectangular shape method for manufacturing and superconducting multi-core wires in cross-section, measuring and evaluating AC current characteristics. The rectangular shape is used in the maximum advantage point, the shape of the wire is used in the control of the configuration, and the general processing method is used in the comparison. As a result of the measurement, it is possible to reduce the current loss by up to 70% when comparing the conventional silver processing method with the conventional silver processing method. Considering the actual wire shape, the calculation results of current distribution and current loss density distribution of each sample, the loss reduction caused by the above-mentioned configuration control, and the suppression of loss caused by the occurrence of current loss near the end (suppression of current loss) were identified. Rectangle shape method, 2-axis tension extension, fine wire shape, size, wire current characteristics of the main factors. The influence of angle shape (cross-section ratio:AR) on AC current characteristics of the final wire material is discussed. The configuration of the wire section is (5×4) structure, 2-axis extension, AR 1.0 ~ 4.0, processing, 1-axis extension, heat treatment and repeated engineering. AR increases in angular time, the shape of the cross section near the end of the cross section increases, and the physical combination of the cross section suppresses the increase in critical current density (Jc). In addition, the AR of the current loss angle increases and decreases. The results show that the increase of AR in angular time, the improvement of superconductivity near the end of the line section, the suppression of the loss near the line section due to the intrusion of magnetic field in the amplitude direction of the line section, and the speculation of the cause of the increase.