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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17760233/
• 关键词: 銀シース; 高温超電導線材; 多芯化; 全交流損失; 通電損失; 磁化損失; 断面構造; 高抵抗バリア; 全損失; 高抵抗バリア層; 断面構造制御

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.

项目成果

Effect of phase assemblage of precursor on the fabrication process and properties of Bi2223 tapes sheathed with Ag-alloy

前驱体相排列对银合金护套Bi2223带材制备工艺及性能的影响

• 发表时间: 2007
• 作者: Y. Nakamura;C. Kurihara;T. Shioiri;T. Machida;R. Inada;A. Oota
• 通讯作者: A. Oota

Estimation of apparent AC transport losses in cylindrical conductors composed ofsuperconductor tapes

由超导带组成的圆柱形导体中表观交流传输损耗的估计

• 发表时间: 2005
• 期刊: IEEE Transactions on Applied Superconductivity 15
• 作者: R. Inada;Y. Nakamura;A. Oota;T. Fukunaga
• 通讯作者: T. Fukunaga

AC losses in Ag-sheathed Bi2223 tapes with Ca_2CuO_3 as interfilamentary resistive barriers,

以 Ca_2CuO_3 作为丝间电阻势垒的 Ag 护套 Bi2223 带的交流损耗，

• 发表时间: 2006
• 期刊: Physica C 445-448
• 作者: R. Inada;Y. Iwata;K. Tateyama;Y. Nakamura;A. Oota;P. X. Zhang
• 通讯作者: P. X. Zhang

Effect of initial composition of precursor powder on transport properties of Ag-Cu alloy sheathed Bi2223 tapes

前驱体粉末初始成分对Ag-Cu合金护套Bi2223带传输性能的影响

• 发表时间: 2005
• 期刊: Physica C (In press)
• 作者: S.Nakashima;M.Saigo;R.Inada;Y.Nakamura;A.Oota
• 通讯作者: A.Oota

前駆体中のBi2223相量がBi2223線材の組織及びJ_cに及ぼす影響

前驱体中Bi2223相含量对Bi2223线结构和J_c的影响

• 发表时间: 2007
• 作者: 中村雄一;鳥居直行;來原央;稲田亮史;太田昭男
• 通讯作者: 太田昭男