超高効率送電技術に向けた超伝導ナノ組織制御に関する研究

超高效电力传输技术的超导纳米结构控制研究

基本信息

批准号：
17J11158
负责人：
杉原和樹
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

RE系高温超伝導薄膜内に常伝導物質(人工ピンニングセンター、APC)を添加することで、磁場中超伝導特性の向上が数多く報告されている。超伝導体内に離散化した状態で侵入する磁束(量子化磁束)にローレンツ力が生じ、運動することが超伝導特性の低下要因であるが、電流と磁場が平行である縦磁場では理論上ローレンツ力はゼロとなる。縦磁場においては直交磁場中とは異なり、縦磁場効果と呼ばれる特異な電磁現象が観察される。縦磁場においてもAPC導入は効果的であり、これまでに規則的な多層構造によるAPC導入が縦磁場効果による大幅な電流容量増大を引き起こすことを報告してきた。縦磁場効果の報告は主に単結晶基板上での研究であったが、応用に向けて曲折可能な金属基板上での実証が必要である。これまで大幅なJc増加が観察できたBaHfO3(BHO)添加SmBa2Cu3Oy(Sm123)多層薄膜を様々な条件で作製、評価し、大幅なJc増加を金属基板上でも再現することができた。このJc増加を電力ケーブルへ応用することが本研究の最終目標であるため、まずはAPC無添加中尺線材によるケーブル試作に着手した。長さ約10 cm、幅2 mmの無添加Sm123中尺線材を作製し、これを16本用いて電力ケーブルの試作を行った。結果として、電流端子を接続する際に、保護層であるAg層がハンダにより融解し、超伝導層に深刻なダメージを与えることがわかった。そのため、ハンダによる熱融解に耐えられる強固な保護層として、電解めっきによるCu保護層の作製を新たな研究課題として立ち上げ、現在着手している。

许多报道称，在基于RE的高温超导薄膜中添加正常导电材料（人工固定中心，APC）可改善磁场中的超导性能。 Lorentz力是在磁通量（量化的磁通量）中产生的，该磁通量在超导体中以离散的状态穿透，而运动是超导特征中降解的原因，但在电流和磁场的纵向磁场中，Lorentz力是平行的，Lorentz力是理论上的。与正交磁场不同，观察到一种独特的电磁现象，称为纵向磁场效应。 APC的引入在纵向磁场中也有效，我们先前报道说，由于纵向磁场的影响，通过常规多层结构引入APC可能会导致当前能力显着增加。纵向磁场效应的报道主要是在单晶底物上研究的，但是在金属底物上进行了示范，需要弯曲应用应用。在各种条件下制造和评估了Bahfo3（BHO）增添的SMBA2CU3OY（SM123）多层薄膜，该膜的JC被制造和评估，并且在金属基板上可以重现JC的显着增加。由于这项研究的最终目标是将这种JC增加应用于Power Cables，因此我们首先使用无APC中型电线将原型电缆设置为原型电缆。准备一条无添加剂的SM123中长线，长度约为10 cm，宽度为2 mm，并使用其中16条电线制成了原型电源电缆。结果，发现在连接电流端子时，Ag层是保护层，通过焊接熔化，对超导层造成严重损害。因此，我们已经推出了一个新的研究主题，以通过电解板作为强大的保护层来准备CU保护层，该保护层可以通过焊接来承受热熔化，并且目前正在进行中。