酸化物高温超伝導体の臨界電流密度と動的安定性

氧化物高温超导体的临界电流密度和动态稳定性

• 批准号: 02226201
• 负责人: 能登 宏七
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Iwate University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1990
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1990 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-02226201/
• 关键词: 酸化物; 高温超伝導体; 臨界電流密度; 動的安定性; 熱伝導度; クエンチ電流; 複合安定化; 実用線材化; 酸化物; 高温超伝導体; 臨界電流密度; 動的安定性; 熱伝導度; クエンチ電流; 複合安定化; 実用線材化

超伝導体を超伝導線材として実用化するには、充分に高い臨界電流密度と共に安定性を確保する事が必要不可欠である。安定性の悪い線材では臨界電流値よりずっと低い電流値でクエンチして常伝導状態に転移してしまう、線材の安定性には断熱的安定性と動的安定性とがいり、前者は線材の比熱に関係し、後者は熱伝導度に関係する。酸化物高温伝導体は一般に大きな比熱を持つので、断熱的安定性は充分に高いと思われる。しかしながら我々のこれまでの研究によれば、酸化物高温超伝導体ペレットの熱伝導度は大変に小さいために、動的安定性が悪く、臨界電流よりかなり低い電流値でクエンチする。従ってこれらを実用化するためには、多芯化又はテ-プ化等の安定化が必須であると思われる。即ち高温超伝導体の線材としての実用化のためには、臨界電流密度の向上への努力と共に、動的安定化に関する研究・評価も非常に重要である。我々はこれ迄YBa_2Cu_3O_<7ーy>(YBCO)、GdBa_2Cu_3O_<7ーy>(GBCO)、Bi_2Sr_2CaCu_2O_y(BSCCO)、Bi_<0.7>Pb_<0.3>SrCaCu_<1.5>O_y(BPSCCO)、La_<1.85>Sr_<0.15>CuO_4(LSCO)等の熱伝導度Kを測定研究してきた。これら酸化物高温超伝導体のKは非常に小さい。そのため最小伝播領域(MPZ):lmも小さくなる。YBCOについて見積もると、0.38μm(4.2K)、14μm(77K)となる。また、理想的な物性値(J_c=8×10^5A/cm^2、ρ=2×10^<ー4>Ωm、K=70mW/cm・K at 77.3K)を用いると、1.2μm(77K)となる。従って、銅や銀などの高伝導率(電気伝導率および熱伝導度)の安定化機材との複合により、動的安定化してやる必要がある。1例として、銅との多芯化を想定すると、その芯線径は、90μm(77K)以下にしてやる必要がある。また、MPZが小さい場合のクエンチ電流密度J_qを見積もり、このJ_qのモデルの実証実験も行った。

为了实际上将超导体用作超导电线，必须确保稳定性以及足够高的临界电流密度。在稳定性较差的电线中，电流值远低于临界电流值和向正常传导态的过渡。电线的稳定性需要绝热的稳定性和动态稳定性，前者与电线的比热有关，后者与导热率有关。由于氧化物高温导体通常具有较大的特异性热量，因此它们可能具有足够的绝热稳定性。但是，我们先前的研究表明，氧化物高温超导体颗粒的热导率非常小，导致动态稳定性差，并且在电流值下的淬火率远低于临界电流。因此，为了将它们用于实际使用，据信稳定（例如多核或磁带）是必不可少的。也就是说，用于实际使用高温超导体作为电线，动态稳定的研究和评估也非常重要，同时努力提高关键电流密度。我们以前已经研究了YBA_2CU_3O_ <7-Y>（YBCO），GDBA_2CU_3O_ <7-Y-Y>（GBCO），BI_2SR_2CACU_2O_Y（BSCCO），BI_____________________p_ <0.7> pb_ <0.3> srcacu__ <1.5> 5> o（bpccco） LA_ <1.85> SR_ <0.15> CUO_4（LSCO）。这些氧化物高温超导体的K非常小。因此，最小传播区域（MPZ）：LM也较小。 YBCO的估计值为0.38μm（4.2 K）和14μm（77 K）。此外，使用理想的物理特性（J_C = 8×10^5A/CM^2，ρ= 2×10^<-4>ωm，K = 70MW/cm ・ k在77.3K时为77.3K）会导致1.2μm（77K）。因此，有必要通过将设备与高电导率（电导率和导热性）稳定设备（如铜和银）相结合来动态稳定。例如，如果我们假设我们的铜是多核，则核心线直径必须为90μm（77K）或更小。此外，当MPZ较小时，我们估计了淬灭电流密度J_Q，并且还进行了该J_Q模型的演示实验。