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動作電磁条件を考慮した低交流損失銀シース高温超電導線材の機能設計

考虑工作电磁条件的低交流损耗银护高温超导线功能设计

基本信息

批准号：
17760233
负责人：
稲田亮史
金额：
$ 2.18万
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：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

数10mT〜100mT程度の交流磁界下で交流電流を輸送する銀シース超電導線材における全交流損失の大部分を占める外部磁界に対する損失(磁化損失)の低減に向けて,超電導芯間に高抵抗バリア層を導入した線材の性能向上に関する研究を行った。前年度より検討してきたCa_2CuO_3+Bi_2Sr_2Ca_2Cu_3O_X(Bi2212)混合バリア材の他に,Al_2O_3およびSrZrO_3をバリア材とした線材を新たに作製し,バリア材の違いによるビスマス(Bi2223)系超電導体の生成率,線材加工性,通電特性およびに芯間横断抵抗といった基礎特性におよぼす影響を系統的に調査した。Al_2O_3バリア線材では芯間横断抵抗はバリアなし線材と比較して一桁以上向上したが,超電導相の生成率が他のバリア線材と比較して著しく低く,77K・自己磁界下における臨界電流密度(J_c)は最大11kA/cm^2とバリアなし線材(J_c=20kA/cm^2)の6割程度の値しか得られなかった。SrZrO_3バリア線材では,短尺線ではJ_c=15kA/cm^2と特性劣化は2〜3割程度の範囲であったが,SrZrO_3の延性が悪く超電導芯の平坦性が大きく劣化してしまい,長尺化した際には短尺線と同レベルの特性が得られなかった。Ca_2CuO_3+Bi2212混合バリア材は横断抵抗の向上は6倍程度と更なる改善の必要はあるが,超電導相生成への影響が少なく加工性も良好であることを反映して,短尺線でJ_c=18kA/cm^2,数m長の全域の特性でも15kA/cm^2と最も優れた通電特性を示した。実用に向けて,超電導芯に撚り(ツイスト)を施した試作バリア線材において,振幅10〜50mTの平行横磁界下においてCa_2CuO_3+Bi2212混合バリアを用いた場合に1/2〜1/3程度,SrZrO_3バリアを用いた場合に1/3〜1/4程度の磁化損失の低減を確認した。

Number 10 degree of mt to 100 mt の under ac magnetic boundary で alternating current を conveying する silver シース super conductive wire における accounts for most complete ac loss のをめる external magnetic boundary にす seaborne る losses (losses) magnetization の low に reduction to けて, ultra high conductance between core に resistance バリア layer を import した wire の performance up に masato するを line った. Before the annual より beg し検てきた Ca_2CuO_3 + Bi_2Sr_2Ca_2Cu_3O_X (Bi2212) hybrid バリア material の he に, Al_2O_3 および SrZrO_3 をバリア material とした wire を new たに as し, バリア material の violations いによるビスマス (Bi2223) super electric conductor の formation rate, wire workability, electricity characteristic およびに cross sectional resistance between core といった based feature におよぼすにを system survey した. Al_2O_3 バリア wire では cross sectional resistance between core はバリアなし wire と compare して up more than one girder したが, super conductive phase の formation rate が he のバリア wire と compare して the しく low く, 77 k. their magnetic boundary における critical current density (J_c) は 11 largest ka/cm ^ 2 とバリアなし wire (J_c = 2 0kA/cm^2) <s:1> 6 cut degree <s:1> value られなられなったったった SrZrO_3 バリア wire では, short feet line では J_c = 15 ka/cm ^ 2 と characteristics degradation is 2 ~ 3 cut はの van 囲であったが, SrZrO_3 の ductility が悪く super conductive core の flatness が big きく degradation してしまい, long feet turn した interstate には short feet line と with レベルの features が must られなかった. Ca_2CuO_3 + Bi2212 mixed バリア material は cross sectional resistance degree とのは up 6 times more なる improve の necessary はあるが, super conductive phase generated への less influence がなく good workability もであることを reflect して, short feet line で J_c = 18 ka/cm ^ 2, several m long の global の features でもと most 15 ka/cm ^ 2 The れた superior れた electrification characteristic を indicates that it is た. Be used to けにて, super conductive core に open り (ツイスト) を shi した attempt バリア wire において, amplitude under 10 ~ 50 mt parallel transverse magnetic の world において Ca_2CuO_3 + Bi2212 mixed バリアを with いた occasions に 1/2 ~ 1/3, SrZrO_3 バリアを with いたに 1/3 ~ 1/4 degree <s:1> magnetization loss <e:1> minus を confirms that たた.