Local Critical Current and Its Relationship with Microstructure in MgB2 Wires fabricated by Internal Mg Diffusion Process
東川 甲平, 木須 隆暢 （九大）； 葉 術軍, 松本 明善, 熊倉 浩明 （NIMS）
Abstract:超伝導線材の性能向上に向けては、局所超伝導特性と組織構造との対応を明らかにすることが特性制限因子の解明に効果的となる。我々はこれまでに、磁気顕微法による超伝導線材の局所臨界電流密度分布の評価を行ってきており、MgB2線材のフィラメントレベルでの局所分布が得られることを明らかとした。その結果、内部Mg拡散法によって作製されたMgB2線材に関しては、局所的に特性の低い部位があると、その局所Ic値でほぼ試料全体のIc値が定まってしまうことが明らかとなり、一方でその3倍にも及ぶ高特性部も発見された。そこで本研究では、その原因を探るべく、磁気顕微法によって高精度に位置を特定した上で、電子顕微鏡観察を行った。その結果、局所Ic分布はフィラメントのボリュームの分布からだけでは説明がつかず、特に低特性部には白い析出物があることを発見した。元素分析を行った結果、添加物であるSiC由来のSiの信号が強く出ており、Mgの信号も強く出ていることから、上記析出物はMg2Siと考えられる。特に、フィラメントの細い多芯線では、全体の特性を決める低特性部にこの析出物が存在し、Siの偏析を防ぐことが本線材のマクロな特性の向上につながると期待される。以上のとおり、磁気顕微法によって電子顕微鏡で観察すべき位置を高精度に特定できることは、線材の特性制限因子の解明と作製プロセスへのフィードバックに極めて有効となることが明らかとなった。
本研究は、JST先端的低炭素化技術開発（ALCA）「未来の水素利用社会を支える低コスト高性能MgB2線材の開発」の一環として行ったものである。