Bi-2223 多芯線の交流損失に及ぼす磁束線可逆運動の効果 Effect of Reversible Fluxoid Motion on AC Loss in Superconducting Bi-2223 Multifilamentary Wire 九工大・情報工、九大・シス情* ffi小田部荘司, 松下照男* 住友電工・基盤研 藤上純, 大松一也 Kyushu Institute of Technology; E. S. Otabe, T. Matsushita Sumitomo Electric Industries; J. Fujikami, K. Ohmatsu otabe@cse.kyutech.ac.jp はじめに Bi-2223 多芯テープ線材の交流応用のためには交流損失の低減が必要である。金属系の超伝導 多芯線材では量子化磁束の可逆運動により交流損失が臨界状態モデルによる予想よりも低減すること が知られている。これまでの研究で、平均のフィラメント厚さd = 10 m を持つ61 芯Bi-2223 超伝導テー プにおける交流損失を磁化曲線から求め(磁界はテープ面に平行)、100 K において量子化磁束の可逆運 動により不可逆なKim モデルの予想よりも交流損失が小さいことが観測された1)。一方77 K ではd が Campbell の交流磁界の侵入深さ00よりも大きいために交流損失はほぼKim モデルの予想と一致した。 77 K においても同様な交流損失の低減のためにはフィラメント厚さをさらに薄くする必要がある。本研 究ではd 2:5 m を持つ多芯テープにおいて同様な測定を行った。 実験及び検討 試料は銀シースBi-2223 超伝導多芯テープ材であり、平均のフィラメント厚さd は約2.5 m であった。テープ材の臨界温度は109.5 K であった。試料の直流磁化履歴をSQUID(MPMS-7) を用いて、 温度10-100 K、磁界振幅1.0 mT-1.0 T の範囲で測定した。磁界はフィラメントの長手方向に垂直で、テー プ面に平行または垂直に印加した。それぞれの時の超伝導体の有効サイズはフィラメントの厚さd およ び幅で与えられる。 Fig. 1 に磁界をテープ面に平行に印加した際の77.3 K と100 K における直流磁化履歴のループ面積よ り求めた交流損失を交流磁界振幅に対して示している。比較のためにd 10 m の結果も示す。フィラメ ント厚さが薄くなることにより、各温度でほぼ全交流磁界振幅に対して交流損失が減少している。これ は不可逆な臨界状態モデルの予想とは異なり、交流損失の低減は量子化磁束の可逆運動によるものと結 論される。また77.3 K の場合、低交流磁界振幅下で交流損失が増大しているのはフィラメント間のブリッ ジング、または00が減少して量子化磁束の運動が不可逆に移行していると考えられるが、詳細は分から ない。一方、磁界をテープ面に垂直に印加した時には超伝導体の有効サイズが00よりも大きく高温度領 域での交流損失の低減が無かった。 外部磁界を増磁から減磁に変化させたときの直流磁化のマイナー曲線の勾配S は00の関数として次 のように表される。 0 S = 1 20___dtanh _d___20; * * (1) 0 したがって測定されたS より00を求めることができる。Fig. 2 に様々な温度における00の磁界依存性を 示す。高温では広い磁界範囲で00がd よりも大きく、交流損失の低減が量子化磁束の可逆運動によるも のであることを示している。また図中の実線は直流磁化の履歴幅から求めた臨界電流密度Jc を用いて評 価した理論値であり、おおよそ実験値と一致していることがわかる。 Fig. 1 AC magnetic field dependence of energy Fig. 2 Magnetic field dependence of AC penetra- loss density tion depth at various temperatures 参考文献: 1) E. S. Otabe et al.: Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 37, No. 4A, (1998) pp. L382-L385