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希土類系酸化物高温超伝導線材の臨界電流制因子の解明と高性能化

稀土氧化物高温超导线材关键限流因素阐明及性能改进

基本信息

批准号：
12J03284
负责人：
塩原敬
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J03284/
关键词：
臨界電流評価 SHPM RtR-SHPM Lift-off距離

项目摘要

本研究は、希土類系高温超伝導線材の実用化にとってニーズが高まってきている長尺線材の局所的不均一性の評価技術を確立すると共に、不均一性発生のメカニズムを解明し、高温超伝導線材の実用性能の向上する事にある。そこで、高感度な微小ホール素子を磁気センサとして使用し、高速走査することで定量的な2次元分布を非接触かつ高空間分解能で得られる走査型ホール素子顕微鏡(scanning Hall-probe microscopy;以降SHPM)を用いて、超伝導線材の臨界電流密度評価を行うことを目的とした。更に、超伝導線材をRtR形式の線材搬送機構を用いて、長手方向に搬送しながらホール素子を線材幅方向に対して高速往復走査を行う。しかし、長尺線材評価において、液体窒素中で浸漬冷却した線材を、長手方向に搬送させながらホール素子を幅方向に高速走査させるリール式走査型ホール素子顕微鏡(Reel-to-Reel Scanning Hall-Probe Microscopy:RtR-SHPM)を使用する場合、2次元臨界電流密度分布を磁場分布より得る際に必要な測定時のホール素子と線材表面間の距離(Lift-off距離)のドリフトや振動の影響を無視できない可能性がある。また、距離計でLift-off距離を評価、制御することも考えられるが、高速測定を実現するためには、距離計を用いずにLift-off距離を導出する手法が求められている。そこで本研究では、測定対象物の外部では電流が流れないという条件に着目し、距離計を用いずにLift-off距離を導出する手法を提案した。測定した磁界分布のみから、Lift-off距離を定量的に評価し、さらに電流分布の解像度を決めるCut-off波長の導出まで自動導出可能なプログラムを開発した。また、均一性の向上した長尺線材の局所不均一性評価を実現するため、超低雑音増幅器を導入によるRtR-SHPMの高感度化を実施した。以上の研究により、実用超伝導線材の局所特性評価手法として有望なRtR-SHPMの基盤技術を確立した。

This study is aimed at establishing a technique for evaluating the local heterogeneity of high-temperature superconductors in rare earth systems, and to clarify the development of heterogeneity and improve the practical performance of high-temperature superconductors. High sensitivity, high speed scanning, quantitative, two-dimensional distribution, non-contact, high spatial resolution, scanning Hall-probe microscopy (SHPM), application, critical current density evaluation of superconducting materials. In addition, the RtR type of wire transfer mechanism for conducting wire material is used for high-speed reciprocating inspection in the direction of long hand transfer and in the direction of wire width. In the case of using Reel-to-Reel Scanning Hall-Probe Microscopy (RtR-SHPM), the distance between the surfaces of the elements (Lift-off distance) during the necessary measurement of the distribution of critical current density and magnetic field may not be affected by vibration. Distance meter Lift-off distance evaluation, control, high speed measurement, distance meter Lift-off distance derivation In this study, we propose a method for determining the external current flow condition of the object, and for deriving the Lift-off distance. Determination of the magnetic field distribution, the Lift-off distance, the quantitative evaluation, the determination of the current distribution resolution, the derivation of the Cut-off wavelength, and the automatic derivation of the possible cut-off wavelength The high sensitivity of RtR-SHPM is implemented in the introduction of ultra-low noise amplifier. In the above research, it is expected that the substrate technology of RtR-SHPM will be established by using the local characteristic evaluation method of superconducting wire materials.