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J-GLOBAL ID：201402257946681515   整理番号：14A0653119

面積低減比が大きいin-situ合成したMgB₂ワイヤーにおける高い臨界電流密度の機構

Mechanism for high critical current density in in situ MgB₂ wire with large area-reduction ratio

著者 (6件)： KODAMA Motomune (Hitachi, Ltd., Ibaraki, JPN) ,  ICHIKI Yota (Hitachi, Ltd., Ibaraki, JPN) ,  TANAKA Kazuhide (Hitachi, Ltd., Ibaraki, JPN) ,  OKAMOTO Kazutaka (Hitachi, Ltd., Ibaraki, JPN) ,  YAMAMOTO Akiyasu (Univ. Tokyo, Tokyo, JPN) ,  SHIMOYAMA Jun-ichi (Univ. Tokyo, Tokyo, JPN)
資料名： Superconductor Science and Technology  (Superconductor Science and Technology)
巻： 27  号： 5  ページ： 055003,1-9  発行年： 2014年05月 
JST資料番号： T0607A  ISSN： 0953-2048  CODEN： SUSTEF  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： MgB₂は,Nb-TiやNb₃Snのような金属超伝導体の中で,最も高い臨界温度(T_c≒40K)を持つ。更に,MgB₂の臨界電流は,結晶粒界の弱い結合性の影響を受けず,この特性は銅酸化物超伝導体とは異なっている。これらの特性を生かして,MgB₂は,液体ヘリウムを必要としない10~20Kで作動する,MRI,リニアーモーターカー,超伝導磁気エネルギー貯蔵,伝送線などへの応用が期待される。そのために,2001年にMgB₂超伝導体が見い出されてから,臨界電流,J_c,などの改善を目指した研究が精力的に行われてきた。本稿では,面積低減比が大きいin-situ合成したMgB₂ワイヤーにおける高い臨界電流密度の原因を研究した結果を報告する。最初に,高純度の粉末Mgと粉末Bから,MgB₂ワイヤーを合成するプロセスの詳細を述べる。次に,走査型電子顕微鏡と電子後方散乱回折法によって,合成した試料の微小構造と結晶方位を研究した。更に,15Hzのac電流駆動の下で,9Tまでの磁場下において,4端子法によって電気抵抗率を測定した。in-situ合成したMgB₂ワイヤーにおける高いJ_cに関する機構を明確にするために,in-situ合成した直径が0.5mmのMgB₂ワイヤーとバルクのMgB₂の比較研究を行った。in-situ合成したMgB₂ワイヤーは,99.93%の面積低減比で作製され,これはこれまでに報告されているin-situ合成したMgB₂ワイヤーの中で最大の面積低減比を持つ。J_cの振る舞いを説明するための重要な因子である電気的連結性,K,および磁束のピン止め強度,F_p,は,バルクの試料と同じような手順で決定できる。Kは3次元のパーコレーションモデルによって良く理解され,Fpは結晶粒界による電子散乱機構によって巧く説明されることが分かった。一方,面積低減プロセスによってKの値は大幅に増大し,J_cの値の増加に結びつくことが分かった。KおよびJ_c(20 Kおよび0T)の値は,それぞれ0.24~0.34,そして6.0×10³~8.4×10³Amm^-2に達し,典型的なin-situ合成したバルクの値の2~3倍であることが分かった。

シソーラス用語： *ホウ化物 ,  *マグネシウム化合物 ,  *ナノワイヤ ,  臨界温度 ,  *臨界電流密度 ,  化学合成 ,  走査電子顕微鏡 ,  後方散乱 ,  電子回折 ,  *磁束ピン止め ,  モデル
準シソーラス用語： ホウ化マグネシウム ,  走査型電子顕微鏡 ,  電子後方散乱 ,  パーコレーションモデル

分類 (1件)： 金属系超伝導体の物性  (BM04022R)

タイトルに関連する用語 (5件)： 面積 ,  in-situ合成 ,  MgB2 ,  ワイヤー ,  臨界電流密度