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酸化物系超伝導材料のうち、臨界温度T_cが90K級のYBa_2Cu_3O_<7-x>系(Y系)超伝導材料は、最も一般的であり実用化が期待されている。実用化に際しては、材料の成形加工及び接合技術が不可欠であるが、特に焼結バルク体の接合技術についてはこれまでほとんど報告されていない。脆性なセラミック超伝導バルク体を接合するためには、接合界面に軟質層あるいは液層を介在させることが望ましいが、一方、接合界面に超伝導を妨げる層が介在することを避ける必要がある。本研究では、超伝導特性を有しながらY系よりも低い融点(包晶温度)を有するRE系超伝導材料をインサート材として用い、Y系の接合を試みた。さらに、超伝導特性および接合強度向上を目的にAg添加の効果について検討した。以下に、本研究により得られた主な結果をまとめて示す。
1.接合部に形成されるY系およびRE系の混合層あるいは拡散層の特性を調べた結果、どの混合比率においても各々の超伝導相は独立して形成され、超伝導特性を発揮する。
2.直流4端子法及び帯磁率法によるY系バルク体の臨界温度は約87Kであるが、帯磁率が検出されなくなる温度は約68Kと測定された。
3.RE系にAgを添加すると、包晶温度は約35K低下し、接合性を向上させる。
4.Ag20を添加したREBCOをインサート材として接合する場合、Ag20の添加量が29mass%までは、継ぎ手のTc及びJcは向上する。しかし、常伝導相である211相が接合部に生成されたため、YBCO母材のJcより低い値しか得られなかった。
5.インサート材へのAg20添加により継ぎ手のせん断強度は向上したが、母材であるYBCOと同等のせん断強度を得ることは出来なかった。これは、接合部の緻密度は向上したものの、接合部に部分的に気孔が生成した結果と考えられる。この気孔生成は、Agの流出によるものと考えられる。接合圧力等の接合条件の選定により、継ぎ手の機械的性質は改善できるものと考えられる。

【研究分担者】
池庄司敏孝	東京工業大学	大学院・理工学研究科	助手	(Kakenデータベース)
大竹尚登	東京工業大学	大学院・理工学研究科	助教授	(Kakenデータベース)