超電導線材の複合強化とストレス効果の制御に関する研究

超导线材复合增强材料及应力效应控制研究

基本信息

批准号：
60055007
负责人：
能登宏七
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Fusion Research
财政年份：
1985
资助国家：
日本
起止时间：
1985 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

核融合炉に用いられる大型の高磁界超電導マグネットに於ては、使用されている線材に巨大な電磁力(ローレンツカ)がかかる。従って超電導導体の複合強化が必要不可必である。また現在高磁界用として最も有望視されている【Nb_3】Sn導体には歪に弱に性質(ストレス効果)がある。複合強化した【Nb_3】Sn極細多芯導体のストレス効果はどの様になるか、更には導体の複合強化と同時に、マグネットが最大磁場を発生した最大歪下で導体が最大の臨界電流値(Ic)を持つ様にストレス効果を制御できないものであろうか?一方ストレス効果の無い(又は少ない)超高磁界用先進超電導線材の開発研究も又、必須の研究課題であると思われる。前年度に引き続いてSusとMo線を用いて内部複合強化した【Nb_3】Sn極細多芯線材の強度とIcの引張り並びに曲げ歪依存性について測定研究した。その結果3本のMo又はSus線を用いて【Nb_3】Sn極細多芯線を複合強化してやることにより、0.2%耐力にして最大22Kg/【mm^2】迄補強することができる事が確認された。又MoとSus線の割合を変えることにより【Nb_3】Snに加わるprecompressionの量を0から1.0%迄変化させ得ること、即ち線材に加わる最大歪下で最大のIcをもつ様にストレス効果を制御し得ることがわかった。しかしながらMo線は硬くて脆く、加工性に乏しい為、補強線材の長尺化は非常に難しいことが判明した。現在ステンレス線のみを用いた長尺の内部複合強化線材を開発する研究を急いでいる。【Nb_3】Alは【Nb_3】Snよりも優れた超電導特性(Tc,【H_(c2)】)を持ち且つ歪によるIc,【H_(c2)】,Tcの劣化が非常に少ない事がわかっている。しかしながら、その実用化が遅れていた。最近我々は粉末冶金法(P/M法)によりかなり良い特性をもつP/M法・長尺・【Nb_3】Al線材の開発に成功した。Al濃度、減面加工率、熱処理条件等の最適化により、20Tで【10^4】A/【cm^2】以上のJcをもつ超高磁界発生用線材として実用化し得るものと思われる。

在用于核融合反应堆的大型高场超导磁体中，将巨大的电磁力（Lorentzka）应用于所使用的电线。因此，超导导体的复合增强是必不可少的。此外，目前认为是高磁场最有前途的[NB_3] SN导体具有弱特性（应力效应）。复合增强[NB_3] SN Ultrafine多核导体的应力效应是什么，是否有可能控制应力效应，以便在磁体生成最大磁场的最大应变下具有最大临界电流值（IC）？另一方面，还认为，对于没有（或少数）压力效应的超高磁场的高级超导电线的开发和研究也是一个重要的研究主题。在上一年之后，我们测量并研究了[NB_3] SN Ultrafine多核线的强度，该线是使用SUS和MO电线内部加固的，以及IC的拉伸和弯曲应变依赖性。结果，证实，使用三个MO或SUS电线将[NB_3] SN Ultra Ultra Multi-Fine电线组合起来，可以以0.2％的强度将其加强至22 kg/[mm^2]。还发现，通过更改MO和SUS线的比率，可以将添加到[NB_3] SN的预压量从0更改为1.0％，也就是说，可以控制应力效应，以使最大IC处于最大施加到电线上的最大压力。但是，Mo电线很硬，易碎性且可工具性较差，因此发现使加固的电线更长的情况非常困难。目前，我们急于仅使用不锈钢导线开发长的内部复合钢筋。已经发现，[NB_3] Al具有优于[NB_3] SN的超导性特性（TC，[H_（C2）]），并且由于菌株而导致的IC [H_（C2）]和TC的恶化很小。但是，其实际应用很慢。最近，使用粉末冶金方法（P/M方法），我们成功地开发了P/M方法，长度长，[nb_3]具有相当好的性能的Al电线。通过优化Al浓度，表面降低速率，热处理条件等，可以认为它实际上可以用作20T [10^4] A/[CM^2]的JC产生超高磁场的金属棒。