走査ホール素子マグネトメトリーの製作と高温超電導線材の非破壊磁気診断への応用

扫描霍尔元件磁力计的研制及其在高温超导线材无损磁诊断中的应用

基本信息

批准号：
09875080
负责人：
太田昭男
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Toyohashi University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

マイクロホール素子を用いてテープ材料の表面上で 2次元的な磁場分布を計測するためのマグネトメトリーを製作した。これを利用して,実用化が有望な銀シースBi系2223相高温超電導テープ線材の表面での磁場分布を測定し、電磁気学的考察に基づいて輸送電流経路を追求し,線材の臨界電流密度J_Cを支配する要因の解明と向上に向けての研究を行った。実験結果の要約を以下に示す。(1)単芯テープ表面における残留磁場分布は超電導コアの形状を反映したほぼ対称的な分布になった。この分布から,超電導コアの内部にはクラック等は存在せず,またコアは均一に形成されていることが分かった。試料に圧延または一軸プレスを施し,人工的にクラックを導入して残留磁場分布への影響を調べた結果,圧延加工の場合にはある条件下ではコア内部で幅方向にクラックが誘発されることが明らかになった。このようなクラックは熱処理によっても修復されないため,最終的にテープの長手方向の電流経路を遮断してJ_Cを低下させると考えられる。(2)単芯テープにおける局所的なJ_C値(電流容量)は超伝導コア内の場所場所で変化し,試料幅方向で考えると端で最も高く中央で最も低くなることが示された。このようなコア内での電流容量の分布は,超電導粒の大きさ及び配向性,不純物異相の割合等の微細構造因子の場所による変化によることが判明した。(3)超電導単芯及び多芯テープ線材に種々の直流電流を通電してテープ表面での自己磁場分布を測定し,超電導コア内での電流分布を研究した結果,電流分布は多芯化によって変化しないことが判明した。この事実は,通電時に生じる磁束線の挙動が多芯化によっても変化しないことを意味し,テープ線の場合には超電導コアの多芯化は必ずしも交流通電損失の低減に結び付かないことが判明した。

我们创建了一个磁力测量系统，使用微霍尔元件测量磁带材料表面的二维磁场分布。利用该方法，我们测量了具有实际应用前景的银护套Bi基2223相高温超导带线表面的磁场分布，并基于电磁考虑研究了输运电流路径，并确定了我们进行了研究以澄清和改进控制 J_C 的因素。实验结果总结如下所示。 (1)单芯带表面的剩余磁场分布变得几乎对称，反映了超导芯的形状。这种分布表明超导芯内部没有裂纹并且芯形成均匀。通过对样品进行滚压或单轴压制，人为引入裂纹来研究对剩磁磁场分布的影响，结果发现，在一定条件下，滚压时铁芯内部会在宽度方向上产生裂纹。事情变得清楚了。由于这种裂纹即使通过热处理也无法修复，因此认为它们最终切断了带纵向上的电流路径并降低了J_C。 (2) 结果表明，单芯带中的局部 J_C 值（电流容量）根据超导芯内的位置而变化，并且当从样品的宽度方向考虑时，边缘处最高，最低在中心。研究发现，磁芯内电流容量的分布是由超导晶粒的尺寸和取向以及不同相杂质的比例等微观结构因素的位置变化引起的。 (3)通过在超导单芯和多芯带线中通入不同的直流电流，测量了带表面的自磁场分布，并研究了超导芯内的电流分布。电流分布结果发现没有变化。这一事实意味着，即使增加芯的数量，施加电流时产生的磁通线的行为也不会改变，并且在带线的情况下，已经发现增加超导芯的数量并不一定会改变。导致交流传导损耗减少。