초록 ▼

연구의 목적 및 내용
본 연구과제에서는 한 쌍의 영구자석array를 사용하여 자장하에서 고온초전도 박막도체(CC) 테이프의 기계-전기적 특성을 평가할 수 있는 간편 측정 시스템을 구축하고,선재의 임계전류(I_c)에 미치는 변형률(ε), 자장(B), 자장 각도(θ)의 영향을 포함한 I_c(ε,B, θ)거동을 체계적으로 평가하는 것을 목표로 한다. 이를 통해 국내개발 REBCO CC 테이프의 특성을 평가하여 그 결과를 고온초전도 전력기기의 설계 데이터로 사용하고,국내 CC선재 개발에 기여하는 것

연구의 목적 및 내용
본 연구과제에서는 한 쌍의 영구자석array를 사용하여 자장하에서 고온초전도 박막도체(CC) 테이프의 기계-전기적 특성을 평가할 수 있는 간편 측정 시스템을 구축하고,선재의 임계전류(I_c)에 미치는 변형률(ε), 자장(B), 자장 각도(θ)의 영향을 포함한 I_c(ε,B, θ)거동을 체계적으로 평가하는 것을 목표로 한다. 이를 통해 국내개발 REBCO CC 테이프의 특성을 평가하여 그 결과를 고온초전도 전력기기의 설계 데이터로 사용하고,국내 CC선재 개발에 기여하는 것을 포함한다.
연구결과
□1차년도: 영구자석array를 사용한 자장하 기계적특성 측정 간편장치 개발 및 77K에서 박막도체(CC)테이프의 자장특성 평가
- 한 쌍의 Nd-계 영구자석 array를 사용한 자장하 변형률 부가 실험장치 구축
- Hall sensor 2개를 사용한 자장 세기 및 분포 측정
- 체계적인 임계전류(Ic)-변형률(ε)-자장(B) 측정 시험절차 확립
- 초전도마그네트(IMR)를 사용한 CC테이프의 임계전류 측정결과의 비교
- 77 K, 낮은 자장하에서 REBCO CC테이프의 I_c(+ε, B) 특성곡선 구축
□2차년도: 자장하 CC선재의 전 변형률 범위에서 I_c(+/-ε, B) 거동 평가 및 외부보강적층재의 특성 해석
- 자장하에서 CC선재의 축방향 인장/압축 변형률 부가 시험치구 설계 제작:4점굽힘 방식 응용: 선재부에 걸리는 변형률분포 FEM수치 해석
- 국내개발 CC선재의 임계전류(I_c)-자기장(B)-인장/압축변형률(ε) 의존성 조사:I_c(+/-ε, B) 거동 평가
- 외부보강 CC선재의 임계전류의 특성 평가 및 해석
- 고 임계전류를 갖는 CC선재의 임계전류 측정 시스템 구축 (500 A급)
- 자장하 가변 온도범위에서 기계-전기적 특성 평가를 위한 실험 장치 설계
□3차년도: CC테이프 임계전류의 자장각도 영향 측정 시스템 구축 및 기계-전기적특성 평가
- 축방향 인장하 자장각도(θ) 부가 치구 설계 제작:
- 국내개발 CC도체의 I_c(ε, θ, B) 특성 평가
- 외부보강 적층 CC선재의 자장하 임계전류 평가 및 해석
- CC선재 적용 접합기술 개발 : 초음파접합 등 고상접합법을 사용한 CC선재의 새로운 접합 기술 개발 및 접합부 저항특성 평가
- 횡방향하중하 Delamination 거동: CC선재의 횡방향 인장시험
연구결과의 활용계획
- Nd-계 영구자석array를 사용한 간편 측정 시스템의 구축으로 CC테이프 실용화시 현장적용이 가능,
- 2G CC선재의 자장특성곡선의 구축으로 SMES, 모터, 발전기 등 큰 자장을 받는 전력기기에 REBCO CC선재 적용기반 확보로 저탄소 녹색성장에 기여 - 효율적인 설계로 전력시스템의 안전성 및 신뢰성 향상 - 자장하 임계전류의 변형률효과 측정방법 표준화에 기여

Abstract ▼

Purpose& contents
The purposes of this research are firstly to establish a new and simple testing apparatus for the measurement of mechano-electromagnetic property in coated conductor (CC) tapes under magnet field using a pair of permanent magnet array. Secondly, to evaluate the characteristics i

Purpose& contents
The purposes of this research are firstly to establish a new and simple testing apparatus for the measurement of mechano-electromagnetic property in coated conductor (CC) tapes under magnet field using a pair of permanent magnet array. Secondly, to evaluate the characteristics including the dependency of strain, magnet field, and field angle on critical current (I_c) of REBCO CC tapes. Then the mechano-electrical property in CC tapes under magnetic field is evaluated. The obtained results will be applied to the design of superconducting electric devices, contributing to the development of domestic CC tapes.
Result
□ In the 1st year: Development of new and simple apparatus for measurement of mechano-electrical property under magnet field using a pair of permanent magnet array.
- Construction of experimental apparatus for applying magnet field using a pair of Nd-based permanent magnets.
□ In the 2nd year: Construction of an apparatus for temperature dependency measurement in CC tapes under magnet field and the evaluation of I_c(+/-ε, B) behavior.
- Development of test fixture for appling axial tensile and compressive strain to CC tapes.
- Establishment of variable temperature range by utilizing pressurization and pumping of LN2 under magnet field
□ In the 3rd year: Construction of measurement system for field angle dependency of critical current in CC tapes and evaluation of I_c(+/-ε, B, T, θ) behavior.
- Development of experimental apparatus for changing field angle to c-axis of CC tape using a stepping motor.
- Evaluation of I_c(+/-ε, B, T, θ) behavior in CC tapes.
Expected Contribution
- Applicable I_c(+/-ε, B, T, θ) behavior of REBCO CC tapes to practical operation condition of devices due to a simple system accessability for property evaluation under magnet field by using Nd-based permanent magnet array.
- Contribution to the reduction of CO₂ by the construction of application basis of REBCO CC tape to electric devices such as SMES, motor, cable etc subjecting to relatively high magnet field,
- Enhancement of safety and reliability through the efficient design of electric devices based on the evaluation of mechano-electrical properties.
- For standardization of strain effect measurement procedure under magnet field.