초록 ▼

제 1 장 연구개발과제의 개요
• 초전도 전자석에서 한 점이 상전도가 되면 주울열이 발생하여 온도가 상승하게 되고 상전도 영역이 확대된다. 이러한 현상이 확대되면 초전도 전자석 전체가 초전도성을 잃게 된다. 이런 현상을 quench라고 한다.

• 이러한 현상으로 인해 초전도 전자석 응용에 어려움이 있으며, 이를 해결하기 위해서 냉각성능을 향상시키거나 기계적으로 단단히 고정하는 등의 다양한 방법을 사용하고 있으나 본질적으로 이러한 quench 현상을 피하는 것은 불가능하다.

• 초전도 전자석에서 quen

제 1 장 연구개발과제의 개요
• 초전도 전자석에서 한 점이 상전도가 되면 주울열이 발생하여 온도가 상승하게 되고 상전도 영역이 확대된다. 이러한 현상이 확대되면 초전도 전자석 전체가 초전도성을 잃게 된다. 이런 현상을 quench라고 한다.

• 이러한 현상으로 인해 초전도 전자석 응용에 어려움이 있으며, 이를 해결하기 위해서 냉각성능을 향상시키거나 기계적으로 단단히 고정하는 등의 다양한 방법을 사용하고 있으나 본질적으로 이러한 quench 현상을 피하는 것은 불가능하다.

• 초전도 전자석에서 quench가 발생하여 초전도선이 소손되지 않도록 전자석을 보호하는 기술이 필요하다. 사용화된 MRI의 경우에도 다양한 보호기술이 있으며, 대표적으로 동비를 높여서(7배 이상) quench 시에는 전류가 구리로 통전되게 하는 방법을 사용하고 있다.

• 최근에 고온초전도 전자석에서 시도되고 있는 방법은 무절연 권선이다. 절연 없이 권선하여 발열 시에 전류를 다른 층으로 by-pass시키는 방법이다.

• 무절연 권선은 정상적인 운전이 매우 어렵다. 전류를 인가하는 과정에 층간 전류 by-pass가 발생하기 때문이다.

• 그리고 KERI에서 시도 중인 금속/절연 전이 방법이 있다. 온도가 올라가면 저항이 낮아지는 재료인 금속/절연 전이 재료를 사용하여 고온초전도 선에 직접 코팅하는 방법이다.

• 금속/절연 전이 초전도 전자석에서는 발열이 없는 상태에서는 절연된 전자석과 같이 동작하다가 발열이 발생하면 절연이 안된 전자석처럼 동작하면서 급격하게 턴수가 줄어든 것과 같은 효과로 출력자장이 순식간에 감소한다. 이러한 출력자장의 감소는 외부에서 판단해서 보호할 수 있게 된다.

• 연구의 목적은 초전도 전자석의 보호를 위해 초전도 코일 권선 시에 간편하게 사용할 수 있는 온도스위치 기능을 갖는 세라믹 필름 제조가 가능한지 검증하는 것임.

• 만일, 온도스위치 기능을 갖는 세라믹 필름 제조가 가능하다면 고온초전도 전자석뿐만이 아니라 이미 상용화된 저온 초전도 전자석 응용제품에도 적용 가능할 것으로 예상됨.

• 연구개발 내용을 요약하면 다음과 같다.
- MIT (Metal-Insulator Transition) 물질인 V2O3를 단독 필름으로 제조.
- 세라믹 필름이 온도 스위치 기능을 갖는지 특성 평가.
- 온도 스위치 기능을 갖는 세라믹 필름을 초전도 선에 적용하여 전자석을 제작.
- 세라믹 필름을 적용한 초전도 전자석의 전기적 특성을 평가.

• 온도 스위치 기능을 갖는 세라믹 필름 제조를 위하여 다양한 코팅기술의 가능성 검토한다.
- 세라믹 단독 필름화 방식은 다공성 모재 상에 재료 코팅하여 개발.
- 다공성 모재는 도전성 모재(ex) Cu mesh, Cu foil 타공, Ni mesh, Sus mesh...) 나 절연모재(ex) 유리섬유, 고분자 섬유...)를 대상으로 시도하고 제조된 필름의 특성을 평가.
- 산화물 코팅 방법은 닥터블레이딩, 딥코팅, 스프레이 코팅, 전기방사, 3D 프린팅 방식 검토

(출처 : 본문 제1장 연구개발과제의 개요 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1제 출 문 ... 2제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 3제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 5제 3 장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 6 1 절 연구개발 수행 내용 ... 6 2 절 정량적 연구 성과 ... 8제 4 장 목표달성도 및 관련분야의 기여도 ... 9제 5 장 연구개발결과의 활용 계획 ... 10끝페이지 ... 11