先進超電導材料の組織・組成と特性

カテゴリ: 技術報告

論文No: 1293

グループ名: 【A】基礎・材料・共通部門

発行日: 2013/10/10

タイトル(英語): Microstructures, compositions and physical properties of modern superconducting materials

著者名: 先進超電導材料の組織・組成と特性に関する調査専門委員会

著者名(英語): Investigating R&D Committee for microstructures, compositions and physical properties of modern superconducting materials

キーワード: 超電導、微細組織、臨界電流／superconductor, microstructure, critical current

要約(日本語): 銅酸化物において高温超電導現象が発見され、その超電導体としての特徴の理解と材料化技術開発が進むとともに超電導応用に高温超電導線材が徐々に加わり、従来の金属系超電導応用より高温、高磁場側に用途が拡がりつつある。一方、2001年にMgB において40 K級の超電導が発見され、2008年には鉄系超電導体の臨界温度が55 Kに達するなど、材料候補となる物質も着実に増えている。MgB は既に医療用MRI磁石に実用され、長距離送電ケーブル材料の候補に挙がるなど急速な成長を見せており、鉄系超電導体はその極めて高い上部臨界磁場によって高磁場用途の材料として期待されていることから、線材試作が活発に行われている。従来の金属系超電導線材については、最初の線材が作られてから約半世紀を経た今なお、Nb-Ti線材、Nb Sn線材の臨界電流特性の改善が続いている。このような背景のもと、超電導線材の高機能化研究がこれから進むべき方向について提言することを目的とし、平成20年10月に金属・セラミックス技術委員会のもと本調査専門委員会を設置し、線材を中心に最新、最高特性の超電導材料の微細組織、構成相と組成およびその制御技術の調査を開始した。3年半に及んだ調査研究の期間に、銅酸化物超電導体の線材では長尺化と量産化が進み、さらにミクロな組織と臨界電流特性との関係の理解が深まり、化学組成制御の効果も基礎研究レベルから材料特性向上に展開されるようになった。以上の最近の変化を含めて本報告書では、現在、実用材料として用いられている金属系および銅酸化物超電導線材の最新動向と特性の支配因子をまとめた。

要約(英語): After the discovery of high-Tc cuprate superconductors, understanding of their features were made progress and practical use of cuprate superconducting wire which can be used at higher temperature and higher field than ordinary superconducting wire was started. On the other hand, 40 K-class and 55 K-class superconductivity were achieved for MgB in 2001 and iron-based superconductors in 2008, respectively. These compounds are potential candidates of next generation practical materials. Properties of conventional metallic superconductors, such as Nb-Ti and Nb Sn, have been continuously improved even after 50 years of their discoveries. Based on these backgrounds, this special investigative committee investigated microstructures, compositions and physical properties of modern superconducting materials. During 3 years understanding of relationship between microstructures and critical currents were advanced, and control of chemical compositions are used not only basic research but also to improve properties of superconducting wires. In this report we summarized recent progress of superconducting materials and factors to determine their physical properties.

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