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Gd 系 高 温 超 電 導 線 材 の 臨 界 電 流 の 温 度 磁 界 特 性Temperature and magnetic field dependence of critical current for GdBCO coated conductor九 州 電 力 株 式 会 社 岡 元 洋Hiroshi OkamotoKyushu Electric Power Co., Inc.物 質 ・ 材 料 研 究 機 構 二 森 茂 樹 , 伊 藤 喜 久 男Shigeki Nimori, Kikuo ItohNational Institute for Materials Science株 式 会 社 フジクラ 斉 藤 隆Takashi SaitoFujikura Ltd超 電 導 工 学 研 究 所 町 敬 人 、 塩 原 融Takato Machi, Yhu ShioharaSuperconductivity Research LaboratoryAbstract:In the optimal design of power applications, it is necessary to understand critical current property of superconductingwire. ReBCO coated conductor has high performance in magnetic field. The research and development for high-current,long-length and low-cost of ReBCO coated conductor has been steadily advanced in the improvement of characteristics ofthe substrate, the buffer layer and the superconducting layer in the country and overseas. In this study, we reported angulardependence of critical current at 77 K and 65K, and magnetic field dependence of critical current density at sometemperatures for GdBCO coated conductor.Keywords: GdBCO, critical current, high magnetic field, coated conductor, high T c superconductorE-mail: hiroshi_a_okamoto@kyuden.co.jp1. はじめに高 温 超 電 導 線 材 は、 第 二 世 代 の Re 系 線 材 (Y、Gd、Ho など)が 実 用 線 材 として、 安 定 製 造 技 術 開 発 の 段 階に 至 っている。 大 電 流 化 ・ 長 尺 化 および 低 コスト 化 の技 術 開 発 においては、 基 板 (ハステロイまたはニッケル-タングステン)の 改 良 や 人 工 ピン 導 入 による 臨 界 電流 特 性 の 向 上 、 中 間 層 MgO による 成 膜 製 造 の 高 速 化が 着 実 に 進 展 している。 高 温 超 電 導 線 材 の 臨 界 電 流(I c ) 特 性 は、 超 電 導 電 力 機 器 ( 変 圧 器 、SMES など)の 導 入 検 討 における 機 器 の 諸 元 ( 運 転 温 度 や 磁 界 ) 設定 や 交 流 損 失 特 性 等 の 解 析 の 基 礎 となる 重 要 なパラメータの 一 つである。今 回 は、IBAD-PLD 法 で 作 製 された MgO 中 間 層 のGdBCO 線 材 ( 以 下 、Gd 線 材 )の I c 特 性 について, 広範 囲 の 温 度 領 域 における 磁 界 依 存 性 を 報 告 する。Table 1 Specifications of GdBCO coasted conductorSize (mm)2.5 W 0.12 tSuperconducting thickness (m) 1.0I * c (A) ~80*Criterion: 1V/cm, 77K, s.f.//磁 界 BFig.1 Sample holder for the 18T magnet2. 実 験 方 法超 電 導 変 圧 器 巻 線 には 線 材 幅 5mm を 使 用 するが、本 試 料 の 線 材 は、 測 定 電 源 容 量 の 制 約 やサンプルホルダーの 通 電 制 約 を 考 慮 し、 線 材 幅 2.5mm に 裁 断 した。Table 1 には GdBCO 線 材 (ハステロイ 基 板 、IBAD-PLD製 法 )の 諸 元 を 示 す。高 温 低 磁 界 領 域 ( 温 度 77K と 65K、 磁 界 0.2T 以 下 )の I c 測 定 は、4T マグネット( 九 州 電 力 ) 内 の 回 転 サンプルホルダー 上 に 約 70mm 長 線 材 を 取 付 け、 印 加 磁 界の 角 度 を 変 化 させた。 低 温 高 磁 界 領 域 の I c 測 定 は、18T マグネット 内 に 温 度 可 変 インサート(VTI)を挿 入 し、30mm 長 線 材 に 印 加 磁 界 B が 線 材 面 に 垂 直(: 磁 界 印 加 角 90deg.)と 平 行 (//: 磁 界 印 加 角 0deg.)方 向 に 印 加 するようにサンプルホルダー(Fig. 1)に取 り 付 けた。線 材 の 電 圧 電 流 特 性 はパルス 通 電 四 端 子 法 で 測 定した。I c の 定 義 は 電 界 基 準 1V/cm である。- 65 -