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R-23
2017

超電導接合領域の微細構造解析酸化物高温超電導線材の接合


技術のポイント

超電導線材接合技術と、超電導接合領域のSEMおよびTEM観察試料の作製技術の開発と観察条件の最適化

基礎研究


背景
REBa2Cu3O7-x(以下、REBCO)超電導線材は、500 m〜1 km級の長尺線材が製造されるようになった。近年、REBCO線材を用いて超電導コイルを作製するため、REBCO線材を超電導接続する技術が開発された*
* T. Nagaishi, et al.: Abstracts of 1st Asian ICMC and CSSJ 50th Anniversary Conference, 3A-p02 (2016).

目的
超電導接続を達成したGdBCO線材接合領域について、SEMおよびTEM観察から微細構造を解明し、接合領域の更なる高臨界電流(Ic)化を目指す

成果
(1) 機械的強度が低い超電導接合領域のSEM試料作製技術の開発Arイオンビーム(6 kV)により接合線材を切断し、Arイオンビーム(1 kV) により、切断面を平坦化し、SEM断面観察試料に仕上げ後、FIB法によりTEM断面観察試料に仕上げ処理
(2) 超電導接合領域は空隙や異相(CuO等)が分布しているが、密着領域を確認。TEM観察から接続に用いられたGdBCO結晶および接続された線材のGdBCO層のc面はほぼ並行であることを確認
(3) 密着領域を増加させることにより更なる接続領域の高Ic化を期待


電子顕微鏡観察: SEM HITACHI SU8000(1 kV)、TEM TOPCON EM-002BF(200 kV)
超電導接続領域の断面SEM像 超電導接続領域の断面TEM像



期待される適用分野
REBCO超電導線の超電導接続技術開発と接合領域の高Ic
高分解能NMR、MRI等に用いられる
超電導コイル開発および、
超電導機器の永久電流モード運転



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