韓国電気研究院(KERI)のパク・インソン博士とハ・ホンス博士が高温超伝導線材を手に、3次元(3D)非接触超精密検査装置の横でポーズを取っている。/韓国電気研究院

韓国電気研究院(KERI)が高温超伝導線材の厚さと幅を非接触方式で連続測定できる検査システムを開発した。

KERIはハ・ホンス、パク・インソン極低温機器研究センターの博士研究チームが、数百mの長さに及ぶ高温超伝導線材を切断せずリアルタイムで検査する技術を開発したと6日明らかにした。研究成果は国際学術誌「電気電子学会(IEEE)Transactions on Applied Superconductivity(応用超伝導学術誌)」に2024年から今年まで計3本の論文として掲載された。

高温超伝導線材は厚さが数十μm(マイクロメートル・100万分の1m)、幅は4〜12mm水準の薄いテープ形状の素材である。核融合装置や磁気共鳴画像(MRI)、電力機器などに用いられる超伝導磁石の製作に活用される。

超伝導磁石は線材を数百層以上に巻いて作るため、線材の微細な厚さの差も累積すると磁石形状に誤差を生む可能性がある。これは特定部位に力が集中したり磁場が不安定になったりする原因になり得る。

しかし既存の接触式検査方式は線材表面に傷や汚染を引き起こす可能性があり、非接触方式も線材が移動中に揺れると測定精度が低下する問題があった。精密検査のために線材の一部を切り取り顕微鏡で確認しなければならない場合もあった。

研究陣は線材を一方のリールから他方のリールへ移す「リール・トゥ・リール(Reel-to-Reel)」装置に上下二つの色彩共焦点レーザーセンサーを適用した。センサーが線材両側の表面までの距離を同時に測定し、厚さと幅、表面形状を確認する方式である.

また線材の揺れを抑えるために張力と搬送速度を自動調整する技術を適用し、測定過程で発生するノイズを除去するデータ解析プログラムも開発した。研究陣は、これにより線材を切断せずに移動させながら厚さ偏差やうねりなどの3次元形状をリアルタイムで確認できると説明した。

研究陣は「開発した技術は高温超伝導線材だけでなく、二次電池用銅箔・アルミ箔、金属圧延材、薄膜太陽電池など薄い素材の連続生産工程にも適用できる」と付け加えた。

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