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臨界電流密度測定方法及びその装置 実績あり

国内特許コード P110003317
整理番号 Y03-P453
掲載日 2011年6月20日
出願番号 特願2004-072223
公開番号 特開2005-257592
登録番号 特許第4302556号
出願日 平成16年3月15日(2004.3.15)
公開日 平成17年9月22日(2005.9.22)
登録日 平成21年5月1日(2009.5.1)
発明者
  • 大嶋 重利
  • 齊藤 敦
出願人
  • 独立行政法人科学技術振興機構
発明の名称 臨界電流密度測定方法及びその装置 実績あり
発明の概要

【課題】超伝導薄膜と永久磁石の磁場との相互作用で得られる斥力を荷重センサで測定し、予め磁化特性法や四端子法、誘導法などにより求めておいた臨界電流密度(Jc)と斥力/超電導薄膜の膜厚(a1 /d)のグラフ(Jc-a1 /dのグラフ)から、前記測定値を使用して非破壊で臨界電流密度を簡便に測定することができる臨界電流密度測定方法を提供する。
【解決手段】長尺な高品質超伝導線材の非破壊測定のために、永久磁石6を用いた臨界電流密度の評価方法を用いる。測定原理は、冷却した超伝導体8に永久磁石を近づけることによる斥力と、遠ざけていく時に生じる引力を荷重測定センサーで測定し、その内の斥力の荷重特性から臨界電流密度の評価を行う。本発明の方法によれば、誘導法では測定不能な厚みの膜も測定でき、永久磁石の磁場を絞り込むことにより面内分布を高い解像度で測定できる等の特長を有する。
【選択図】 図1

従来技術、競合技術の概要


超電導、特に液体窒素冷却により超電導性(ゼロ抵抗)を示す高温超電導体が発見されてから、輸送用超電導線材の研究開発が進み種々の高性能な超電導線材が開発されている。超電導線材の性能は主に臨界電流密度によって評価され、近年ではJc~1MA/cm2 を超える高臨界電流密度線材が開発され、その長さは100mに達している。今後、さらなる長尺化と低コスト化が課題となっている。



一方、これまで、幾つかの臨界電流密度の評価方法が提案されており、それぞれが、幾つかの利点・欠点を有している。最も一般的である四端子法は測定精度が高く、他の測定方法の校正手段としても用いられているが、サンプル形状を加工しなければならないといういわゆる破壊測定方法である。
また、サンプルを加工せずに、準非破壊でJcを評価する方法として磁化特性法が最近注目されているが、長尺の超電導線材の測定は困難である。
このような背景の中で、現在主流となっている非破壊測定方法は、誘導法(特許文献1)であるが、誘導法は、
(1)高臨界電流密度、厚膜(1μm)のJc測定が困難である。
(2)液体窒素を大量に必要とする。
(3)装置が高価である。
という問題があった。




【特許文献1】特開2003-207526



このため、高速線材作製とほぼ同時に線材の非破壊性能試験が可能な評価ツールが望まれている。また、線材の長尺化に伴うオンライン評価機構の開発例もないことから、長尺な高品質超電導線材の非破壊診断ツールの確立が課題となっている。

産業上の利用分野


本発明は製造した高温超電導体薄膜の臨界電流密度測定方法及びその装置に関するものであり、より詳細には、超電導薄膜と永久磁石の磁場との相互作用で得られる斥力を荷重センサで測定し、予め磁化特性法や四端子法、誘導法などにより求めておいた臨界電流密度(Jc)と斥力/超電導薄膜の膜厚(a1 /d)のグラフ(Jc-a1 /dのグラフ)から、前記測定値を使用して非破壊で臨界電流密度を簡便に測定することができる臨界電流密度測定方法及び装置に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
演算処理手段と、この演算処理手段に接続されたロッド付き荷重測定センサーと、前記ロッドの先端に取り付けた永久磁石と、前記永久磁石に対向して配置される被検査体としての高温超電導薄膜とを備え、前記永久磁石と前記高温超電導体間の斥力を前記荷重測定センサーによって求め、前記演算処理手段により前記斥力と高温超電導体薄膜厚とを基に予め求めておいたマップから前記被検査体の臨界電流密度を測定することを特徴とする臨界電流密度の測定装置。

【請求項2】
また、前記マップは、磁化特性法、四端子法、誘導法の何れかの方法で測定した値を基に作成したことを特徴とする臨界電流密度の測定装置。

【請求項3】
請求項1または請求項2に記載の臨界電流密度の測定装置を用い、永久磁石と超電導体間の斥力を荷重測定センサーによって求め、この斥力と超電導体膜厚とを基に、予め求めておいたマップから被検査体の臨界電流密度を求めることを特徴とする臨界電流密度の測定方法。
産業区分
  • 試験、検査
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2004072223thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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