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[NRIMNews1989-02.pdf](https://mdr.nims.go.jp/filesets/193cd914-1678-4148-8e39-49a000dd751c/download)

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漆原 英二

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[金材技研ニュース 1989 No.2](https://mdr.nims.go.jp/datasets/b74090c3-1f65-4112-b7cf-b9a4c24600ff)

## Fulltext

金属技研ニュース　1989　No.2i〇一．ゼEoo一一〇〔ω〔o一垣o］一〇〇〇一〇0＝あ○蜆oo一］o－Eo－ooO］’oo’0E0f000眈o〇一10－〇一眈○眈ωEo．但≧聖三…ω…Z－ooω］0f←■1ぼ特性イ碑項1碑手魏張出し成形！応カ嵩養日掘ビスマス系酸化物超電導体の線材化に成功多芯テープで目標達成に望み　超電導遷移泪、度（Tc）が液体窒素の温度77K（一196℃）よりもはるかに高い100Kを超え，さらに資源的に問題がある元素や有害な元素を含まないビスマス系酸化物超電導体（Bi－Sr－Ca－Cu－0，略称BSCC0）を当研究所が発見してから，1年が経過した（金材技研ニュース，1988年，N。．2およぴNo．9参照）。発見当初のこの超電導体は，Tcが100Kを超える高Tc相と100K以下の低Tc相とからなっていたが，その後の研究で鉛を添加したり焼成の方法を改良することにより，ほぼ高Tc相だけのものを作ることが可能になった。したがって現在の研究の重点は，この超電導体をマグネットの巻線として使用するために必要な，臨界電流密度（Jc）の向上と線材化技術の開発に向けられている。　当研究所では，液体窒素の中で10T（テスラ）の磁界を発生できる超電導マグネット用として，10Tで50，oo0A／cm2以上のJc値をもつ線材を当面の目標に民問企業との共同研究を進めているが，この度，脆くて加工が難しいBSCC0多芯線の製造に成功した。写兵で示したのが，1330芯BSCC0の断面である。この多芯線は，鉛入りBSCC0に銀をシースとして覆せたものを約150℃で中間焼鈍しながら線弓1きし，これを数十本まとめて線引きし，さらにそれを十数本まとめて線引きするという工程で作られる。この多芯線の電気抵抗は，約102Kで完全にゼロになる。こうして作った多芯線を，焼結（約840℃）→圧延→焼結の工程で押し潰すと，BSCCOの多芯テープが得られる。この工程は，当研究所が開発したものである。　一般に，超電導体のゼロ磁界でのJcは厚さにほぽ反比例して増大するが，層状構造をもつBSCCOはこのような一方向圧縮によって結晶の向きがそろって激密化する。その結果Jcがさらに増大し，またJcの磁界依存性も大幅に改善される。BSCC0のJc値は最初は1A／cm2程度であったが，現在はゼロ磁界でのJc値が厚さ約1mmの線材で5，OOO～8，oo0A／6m2までになった。酸化物超電導体は本来は磁場に強いといわれているが，このことはイットリウム系酸化物超電導体の場合には実験でも確認されている。したがって，BSCCO多芯テープも微細組織の改質（専門的にいえばピン止め点の導入や結晶粒界の連結状態の改善）などで性能の向上を図れば，前記の目標値をクリアすることも可能と考え　　　　　　1330芯のビスマス系酸化物超■導体ている。　　　多芯線の断面写真溶接部材の設計を信頼性も高く簡便に溶接部の疲労き裂伝ぱ特性を総括　ほとんどすべての大型構造物は，鋼材を溶接して製作されている。これらの構造物，たとえば海上基地や橋梁などは，波浪や車輔の通過などによる荷重の繰リ返しを愛けて疲労き裂が発生し，これが次第に大きく（き裂の伝ぱという）なって，遂には破損事故に至ることもある。そこで，疲労き裂の寸法がどのような法則で大きくなるかを明らかにして，構造物が安全に使用できる期闘を推定する寿命管理技術を確立することが，事故の発生を未然に防止するために極めて重要である。　当研究所では，各種の團産実用材料について，基準的な疲労特性を系統的に明らかにすることを園的として，ヂ金材技研疲労データシート」を刊行している。その一環として，溶接部における疲労き裂の伝ぱ特性を，いろいろな条件を体系的に変えて入念に調べた。溶接部は，溶融してから凝固した部分とその周辺の急激に加熱・冷却された部分の全く異なる金属組織をもっているが，溶接部の疲労き裂伝ぱ特性は，鋼種，溶接法，溶接条件，試験条件などに関係なく，すべて同じになるという事実を見付けた。　このような結果が得られた原因を簡単に説明する。突含せ溶接した鋼板の溶接部の申央に切欠きを作ると，図1の（邊）に示したような溶接による残留応力が，溶接部に存有1している。疲労試験によって疲労き裂が発生して伝ぱしても，（1〕）に示したようにそれにつれて残留応カゼロの点も移動し，只俊轟■o慧聾幾疲労き裂先端部の応力は常に引張りの状態でき裂の先端が開いたままに保たれるので，き裂伝ぱ特性は単純化されて同じになる。一方，母材すなわち溶接してない鋼材の疲労き裂伝ぱ特一1笠がこのように単純ではないのは，母材には残留応力が存在しないので，き裂の先端部には引張り応力と圧縮応力が繰り返し発生してき裂の先端が開いたり閉じた‘）し，しかもその状況が鋼種や試験条件などによって異なるからである。　図2は，すでに得られてデータベース化されている溶接材の疲労き裂伝ぱ特性をプロットしたもので，2本の曲線の聞が統計的処理で得た99％信頼区聞である。この左側の触線は，　　　da／dn竺C（∠1Km一」K｛m）　ただし，C＝2．60×10I11，㎜＝2．75，∠lKtF2．00で表される。疲労き裂伝ぱ速度がこの舳線よりも大きくなる確率は0．5％しかないので，この1本の曲線をオーステナイトステンレス鋼も含むいろいろな鋼種の溶接部材の疲労き裂伝ぱ強線として，室漱の大気申で使用される構造物の設討に使用しても，99．5％の信煩性が確保できる。倶違騨慧灘鍵｛丑）　ヨ産労試験甫宙　　　　　　　　　　　（b〕　疲労き裂i云ば［書］　　図1　溶桜郁の残留応カ回＼5毛10〉二蟄108碧垣謙舳可0恕禦　　　1　　　　　　　　5　　　10　　　　　　　50　　100　　　　応力拡大係数範囲，∠K（MN／m3／2）図2　涛織郁の疲労き製伝ぱ糊芋11とその99％｛言徽区閉鋼毒璽O SM508△ HT80口 SB42▽ SPV50o SuS304会一’≡ 　　　　　99％儒頼区閉1〔　l　l　i1 5　　　10　　　　　　　50　　100スポットニーユース　　　電子加速装置の性能向上に　　　協力　当研究所は，高エネルギー物理学研究所との共同研究で，つくば市に設置されているトリスタンなどの性能陶上に協力している。トりスタンとは，殖径約umのリング状の空洞の申で電予を力邊速する装護で，物質を構成する究極の素粒予といわれるトップク才一クの発見などに使われる。この加速空洞は，極低漱で超電導になるニオブで作られているが，ニオブは熱伝導が悪いので，表繭に小さな欠陥や不純物があるとこの部分の淵、度が上昇し，次第に超電導でない領域が広がって，電子の加速性能が低下する。　ニオブの潮漢を熱伝導が良い鋼の表面に形成させて熱を逃がせばよいが，銅とニオブは密蒲性が悪くて剥離しやすい。そこで，当研究所は鍋とニオブの繭方に対して接含性が良いチタンを巾問層とすることで，この闘題を解決した。このようにすると、極低淋のヒートサイクルでも膜の剥離や隆起が生じない。しかも，厚さ数μmのニオブ膜を形成させた銅一チタンー二才ブの高畷波趨電導特性はニオブ板と同穫度であるので，性能の良い電子加逮空洞用の新材料として使用されることが期待できる。新しい張出し成形法，高温バルジ　バルジ加工とは、管状の金鳳こ内側から圧力を加えて外側に膨らませる成形法のこと。遜常は，圧力を加える媒体として油を使用するため，常温での加工にしか適用できなかったむ　当研究所では，食塩や硝酸ナトりウムなどを加熱して液体状態にした溶融塩を加圧媒体に使用する方法を闘発した。この方法は，管状金属の刺こ入れた溶融塩にポンチ（抑棒）で圧力を加えるが，溶鰍塩が熱の媒体としても作用するので，商淵止でのバルジ加工が可能である。これにより，成形性の陶上、や成形時の負荷の軽減が期待できる。バルジ加工では，欝状金属とポンチの問の高圧のシールが重要であるが，溶馳塩を用いたバルジ加工では，ポンチに接する部分の溶鰍塩が冷えて凝鰯一し，自動的に高圧のシールが形成される。したがって，特別なシール機構は必要ではなく，普通のプレスを使って簡単に，高漱でのバルジ加工ができる。　400℃の溶融塩を用いて65－35黄銅をバルジ加工した場合，常淵加工の約工．2倍の張出し量が得られた。この方法は，徽猟加工が困難な材料に対しても有効であると考えている。　　伝熱管の応力腐食割れ試験で　　中国に協力　当研究所は，国際的な研究交流推遊の一環として，中国・上海核工程研究設討院の研究員を1年3ヶ月にわたって受入れて，Alloy800（35％NH5％Cr－Fe含金）の信菓鮒1の研究に脇力した。　この含金は，鋼の小球を‘1欠き付けて表面の硬化と疲労強度の向上を図るショット・ピーニングを施した状態で，」二海近郊に建設申の原子力発電所の蒸気発生器伝熱管に使用される。そこで、ショット・ピーニングした含金をU形またはC形に搬ヨげて試料に応力を発生させ，ショッ卜・ピーニングの条件と応力腐食割れの関係を、高濃度アルカリ溶液申で調べた。　遭切にショット・ピーニングした材料は，受入れのままの材料よりも応力腐食割れを起こしにくいことが確認された。なお、焼なまし材よりもショット・ピーニング材のほうが応力腐食割れを起こしやすいことがあるが，これは軟かい焼なまし材は同じように1油げても発生する応力が小さいからである血ショット・ピーニングで表面に傷ができることがあるが，これが応力腐食割れの基点にならないこともわかった。トピツクス　日中酸化物超電導体シンポジウム，当研究所から3件の発表　臨界温度が高い酸化物趨電導体に関する初の日中シンボジウムが，来る4別O・1mの2日問，つくば市の研究交流センターで闘催される。このシンポジウムは，日中科学技術交流協会（会長：橘口隆吉東京理科大学教授，元当研究所所付）と中国科学院の主催によリ開かれるもので，当研究所が事務局を務める。中国側からは，申国科学院物理研究所を中心とする著名な専門家工5名が招かれ，我が国からは当研究所をはじめ，大学，国立研究機関，民間企業から第一線の研究者が多数参加し，酸化物超電導休の錐礎から応用までの幅広い内容について，含計31件の発表と討論が行われる。　当研究所は，以下の3件の発表を行う。（1）Bi系高溢趨電導体（2）Bi－Sr－Ca－Cu酸化物薄膜の含成と特性（3）萬温酸化物超電導体の実用特性と線材製造法　このシンポジウムは，酸化物趨電導体の研究開発に寄与するのみでなく，繭国の科学技術協力の推進にも大きく賛献するものと期待される。〔特許出願速報〕搬願日 搬願番号 発　1凋　の　名　称 幽願日 幽願番母 発　明　の　名　称63．7．5 63－165872 稲吐獺一A一系ガーネット単緒鎧］体 63．8，26 63－210583 酸化物高温，憾電導体の製造法63．7．呈5 63－17垂948 趨塑惟鍛遼用耐熱Ni姥含金及びそ 63．9，I9 63－232299 可鍛性趨耐熱含金の含金ならぴに鍛造物製造プテ法 63．9．22 63－236570 有伽金属含有スラグからの金属63．8．12 63－200238 趨極細多璽構造のNb3A1趨電鱒 の製遼方法線材の製造法 63．9，27 63－241644 溶轟虫めっきアルミエウム63．8．26 63－210580 金属ほう化物鐵維の製造法 63．i0．14 63－257027 垂鮒1流体熱機関63．8．26 63－2旦058I 化学気相反応による金属ほう化物 63．呈O．20 63－262680 変形損1淀法繊維の製造装綴 63，1呈．2 63－276219 Bi系駿化物趨電導皮1翼の製造方法63．8．26 63－210582 SOxセンサー用複合酬本篭解質 63．1玉、8 63－280502 磁気冷凍作薬物質およびその製造法 63．11，21 63－292雀04 酸化物趨電導体馴翼の製造方法3月の研究発表（国内分）　　学　・　協　会　名金鰯表1百i技術協会（東京：東工大）貨本物理学会（平塚：東海大）縄催期闘3．293．31　　　　　発　　嚢　　懸　　目反応惟イオンプレーティング法による金燭一セラミック複含皮ヨ藁のイ乍製シー」コン偽子欠1陥の電子状態　発嚢者（所属）疋畑輩（第3）ほか小口多葵夫（物性〕ほか◆短　信◆●海外出張　氏　名小玉　　｛麦明黒沢勝登忠　　文雄岡困　　明　所　　魔環境一1生能研究郁環．境一国…能研究都計掘1j解析研究都組織縮リ御研究部　期　關11．3～11．26I1．27～12．2311．28～12．2312．3～12，iO　　行タイフイりピンタイイギりス、 フフンス　　　　用　　　　　務腐食教育および研究言十画打含せ大気腐食研究討繭打含せ大気腐食研究計廼打含せ新材料の言式験評価の国際共庫附究　　　　　　適巻　第362号発行戸斥科学技術庁金属材料技術研究所　　　　　　：i＝工53東京老胴黒区呼］目黒2－3－12　　　　TEL（03）719－2271，FAX（03）792－3337　　　　　　工拝成元年2月発行繍集兼発行人　　　漆原英二印　　　糊株式会社　三　典　印　刷1