초전도 기계시스템을 위한 초전도 자화특성의 모델링(Modeling of Magnetic Characteristics of Superconductors for Developing Superconducting Mechanical Systems)

전문가 제언

□ 초전도체에 일정치 이상의 자장을 가하면 자속선은 양자화(量子化)가 되어 초전도체 내에 침입한다. 초전도체 내에 석출물이나 격자결함 등 상전도(常傳導)부분이 있으면 자속선은 그 상전도 부분에 존재하게 된다. 이 상전도 부분을 핀(pin)이라고 부르고 핀이 자속선을 고정하는 현상을 피닝현상(pinning effect)이라 부른다. YBCO 고온 초전도체는 피닝현상으로 초전도체 내에 자속선을 크게 보존시키는 것이 가능하다. 외부자장을 인가한 상태에서 시료를 냉각하여 초전도상태로 하고 냉각후에 외부자장을 없애면 초전도체는 자속을 유지하기 때문에 겉보기에는 영구자석으로 된다.

□ 피닝현상으로 영구자석이 초전도체 위에 접촉 없이 부상하거나 내려앉을 수 있다. 이 비접촉으로 부상하는 것과 비접촉으로 내려앉는 것을 이용하여 비접촉 주행체가 개발되고 있다. 이와 같은 초전도자석은 희토류 영구자석보다 더 강력한 자석을 만들 수 있다. 이러한 벌크 자석을 이용하여 소형초전도 고속모터나 초전도 발전기 등 전기응용 기기를 개발하고 있다. 또 초전도체에 가하는 자속분포가 변하지 않도록 자석의 움직임이 가능하기 때문에 회전축에 대칭인 영구자석을 사용하여 초전도 자기베어링이 개발되고 있다.

□ 벌크 초전도체의 포촉자장은 액체질소 온도이하에서는 20T에 다다른다. 초전도체 자신의 역학적인 강도가 문제가 되는 것이다. 수지함 침이나 저융점 금속함 침에 의해서 역학특성의 향상을 기도하고 있다. 벌크 초전도체와 희토류 자석을 조합하여 이용하는 경우에는 센트럴피크는 물론 고자장에 대한 시뮬레이션이 중요하다. 따라서 피닝현상에 기인한 초전도체의 자기특성을 계산하는 수법이 필요하게 된다.

□ 초전도체의 자기특성을 계산하기 위하여 매크로스코픽(macroscopic)한 모델로 Bean의 모델을 많이 이용하여 왔다 그러나 피닝효과에 의한 자화곡선과 같은 피크값은 잘 나타나지 아니하는 등 세밀하지 못하였다. 여기서 제안되는 모델은 중간 규모의 모델로서 좀더 정밀한 계산에 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

저자

H. Konishi ; M. Futamura

자료유형

원문언어

일어

기업산업분류

기초과학

연도

2004

권(호)

28(12)

잡지명

일본응용자기학회지(B192)

과학기술
표준분류

기초과학

페이지

1115~1121

분석자

양*덕

분석물

• 초전도 기계시스템을 위한 초전도 자화특성의 모델링.pdf [186,440 byte]

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