DE102017221129A1

DE102017221129A1 - Supraleitender Bandleiter mit flächiger Schutzschicht

Info

Publication number: DE102017221129A1
Application number: DE102017221129.6A
Authority: DE
Inventors: Mykhaylo Filipenko; Michael Frank; Jörn Grundmann; Peter van Hasselt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
Priority date: 2017-11-27
Filing date: 2017-11-27
Publication date: 2019-05-29
Also published as: WO2019101763A1

Abstract

Es wird ein supraleitender Bandleiter (1) angegeben, umfassend- ein bandförmiges Substrat (3) mit zwei Hauptflächen (31a, 31b) und- zumindest eine auf einer ersten Hauptfläche (31a) des Substrats (3) aufgebrachte flächige supraleitende Schicht (5)- sowie wenigstens eine flächige Schutzschicht (11), welche auf wenigstens einer der Hauptflächen (33a) des so gebildeten Leiterverbundes (9) aufgebracht ist,- wobei die Schutzschicht (11) aus einem Material gebildet ist, welches eine spezifische Wärmeleitfähigkeit von wenigstens 2 W/ (m·K) aufweist und welches einen spezifischen elektrischen Widerstand von wenigstens 10Ohm·m aufweist. Weiterhin werden eine elektrische Spuleneinrichtung mit einem solchen Bandleiter sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Bandleiters angegeben.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen supraleitenden Bandleiter, umfassend ein bandförmiges Substrat mit zwei Hauptflächen und zumindest eine auf einer ersten Hauptfläche des Substrats aufgebrachte flächige supraleitende Schicht sowie wenigstens eine flächige Schutzschicht, welche auf wenigstens einer der Hauptflächen des so gebildeten Leiterverbundes aufgebracht ist.
Aus dem Stand der Technik sind supraleitende Bandleiter, insbesondere hochtemperatursupraleitende Bandleiter, bekannt, bei welchen ein supraleitendes Material flächig auf einem metallischen Substratband abgeschieden ist. Wenn aus derartigen Bandleitern elektrische Spulen gewickelt werden, dann werden die einzelnen Windungen der Wicklung normalerweise elektrisch gegeneinander isoliert. Hierzu wird der beim Wickeln eingesetzte Bandleiter typischerweise vor dem Herstellen der Wicklung mit einem elektrisch isolierenden Material beschichtet oder umhüllt. Eine solche Isolationsschicht bewirkt auch, dass ein definierter Abstand zwischen den elektrisch leitenden Bestandteilen der Windungen eingehalten wird. Ein solcher wohldefinierter Abstand zwischen den Leiterwindungen ist mit anderen Methoden nur relativ schwer zu erreichen. Supraleitende Spulen werden zwar häufig entweder während des Wickelns mit einem Imprägnierharz zwischen den Windungen versehen oder nach dem Wickeln mit einer isolierenden Vergussmasse vergossen. Im ersten Fall spricht man von Nasswickeln, im zweiten Fall spricht man von Trockenwickeln mit anschließendem Spulenverguss. In beiden Fällen ist es jedoch schwierig, durch das Imprägnierharz oder die Vergussmasse einen wohldefinierten Abstand zwischen den leitenden Bereichen der einzelnen Windungen zu erzeugen. Für eine zuverlässige und wohldefinierte elektrische Isolation zwischen den einzelnen Windungen ist es daher vorteilhaft, eine isolierende Schicht von definierter Dicke zwischen den elektrisch leitenden Bestandteilen der Windungen vorzusehen.
Bei herkömmlichen isolierten Bandleitern wird typischerweise das mit der supraleitenden Schicht versehene Substrat entweder durch Extrusion oder durch Umwickeln mit einer elektrisch isolierenden Polymerschicht versehen. Dazu kann der Leiter Aufbau beispielsweise mit einem Kaptonband umwickelt werden. Alternativ kann zwischen den einzelnen leitfähigen Windungen ein elektrisch isolierendes Kunststoffband lose mit eingelegt werden.
Ein Nachteil der bekannten Spulenwicklungen liegt darin, dass die Stromdichte einer solchen Spule auch bei sehr hohen Stromtragfähigkeiten der supraleitenden Schicht durch die unter Umständen recht hohen Schichtdicken von Substrat, Isolationsschicht und optional vorhandenen metallischen Deckschichten begrenzt wird. Durch all diese Beiträge ist nämlich die Gesamtdicke des Bandleiters (inklusive Isolation) sehr viel höher als die Dicke der supraleitenden Schicht allein. Bei der Verwendung von herkömmlichen Bandleiter-Aufbauten ist es jedoch schwierig, dünnere Schichtdicken zu verwenden. Insbesondere müssen für das metallische Substrat und die oft vorliegende metallische Deckschicht bestimmte Mindest-Schichtdicken eingehalten werden, um eine gute thermische Anbindung der Spule an ein Kühlsystem zu gewährleisten. Dies ist notwendig, um die Spule zuverlässig und dauerhaft auf eine Betriebstemperatur zu kühlen, welche unterhalb der Sprungtemperatur des verwendeten Supraleitermaterials liegt. Insbesondere wenn die Spulenwindungen nicht (nur) durch direkten thermischen Kontakt mit einem fluiden Kühlmittel, sondern (auch) durch eine thermisch leitfähige Verbindung mit einem Kühlkörper gekühlt werden, dann wird ein relativ hoher Anteil der metallischen Bestandteile des Bandleiters benötigt. Eine weitere Schwierigkeit bei dieser Art der Kühlung über einen Kühlkörper besteht darin, dass an allen Stellen ein guter thermischer Kontakt zwischen den metallischen Teilen des Bandleiters und dem Kühlkörper gewährleistet sein muss. Wenn beispielsweise beim Umwickeln des Leiteraufbaus mit einer elektrisch isolierenden Polymerfolie ein Hohlraum entsteht, dann liegt in dieser Stelle ein schlechterer Wärmeübertrag vom Leiteraufbau über die Polymerfolie zum daran angrenzenden Kühlkörper vor.
Weiterhin können zusätzliche metallische Deckschichten vorliegen, die die Funktion der elektrischen Stabilisierung des Bandleiters erfüllen. Dies erfolgt dadurch, dass sie eventuell vorhandene kleine Bereiche mit verminderter Stromtragfähigkeit überbrücken.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen supraleitenden Bandleiter anzugeben, welcher die genannten Nachteile überwindet. Insbesondere soll ein Bandleiter zur Verfügung gestellt werden, welcher in einer damit hergestellten Wicklung eine hohe Stromdichte bei gleichzeitig effektiver Kühlung des Bandleiters ermöglicht. Eine weitere Aufgabe ist es, eine elektrische Spuleneinrichtung mit einem solchen Bandleiter zur Verfügung zu stellen. Weiterhin soll ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Bandleiters angegeben werden.
Diese Aufgaben werden durch den in Anspruch 1 beschriebenen Bandleiter, die in Anspruch 12 beschriebene elektrische Spuleneinrichtung sowie durch das in Anspruch 14 beschriebene Verfahren gelöst.
Der erfindungsgemäße supraleitende Bandleiter umfasst ein bandförmiges Substrat mit zwei Hauptflächen und mindestens eine auf einer ersten Hauptfläche des Substrats aufgebrachte flächige supraleitende Schicht. Der Bandleiter umfasst weiterhin wenigstens eine flächige Schutzschicht, welche auf wenigstens einer der Hauptflächen des so gebildeten Leiterverbundes aufgebracht ist. Diese Schutzschicht ist aus einem Material gebildet, welches eine spezifische Wärmeleitfähigkeit von wenigstens 2 W/ (m·K) aufweist und welches einen spezifischen elektrischen Widerstand von wenigstens 10⁵ Ohm·m aufweist.
Der genannte Leiterverbund umfasst also das Substrat und die supraleitende Schicht und stellt somit den Leiteraufbau vor Aufbringung der Schutzschicht dar. Dabei können zwischen dem Substrat und der supraleitenden Schicht optional eine oder mehrere weitere Zwischenschichten vorhanden sein. Diese Zwischenschichten sind dann ebenfalls Teil des genannten Leiterverbundes. Bei einer solchen Zwischenschicht kann es sich beispielsweise um eine sogenannte Pufferschicht handeln, deren kristallographische Struktur eine Wachstumsstruktur für die folgende supraleitende Schicht vorgibt. Weiterhin kann optional auf der supraleitenden Schicht (und/oder gegenüber) eine weitere flächige Deckschicht aufgebracht sein, welche dann ebenfalls zu dem Leiterverbund gehören soll, auf dem anschließend die genannte Schutzschicht aufgebracht ist.
Das genannte Substrat kann normalleitend ausgebildet und insbesondere aus einem metallischen Material gebildet sein. Wesentlich ist in jedem Fall, dass das Substrat eine tragende bandförmige Struktur bildet, welches die (direkt oder indirekt über wenigstens einer Zwischenschicht) darauf aufgebrachte flächige supraleitende Schicht trägt. Diese flächige supraleitende Schicht kann dann sehr dünn ausgebildet sein und muss nicht eigenstabil sein, da sie von dem Substrat mechanisch gehalten wird. Prinzipiell ist es auch möglich, dass die supraleitende Schicht auf beiden Hauptflächen des Substrats aufgebracht ist. Wesentlich im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist nur, dass eine solche Schicht auf zumindest einer dieser Hauptflächen des Substrats gebildet ist.
Da das bandförmige Substrat zwei Hauptflächen aufweist, weisen auch sowohl der zusammen mit den übrigen genannten Schichten (außer der Schutzschicht) gebildete Leiterverbund und der insgesamt gebildete Bandleiter zwei derartige Hauptflächen auf.
Der genannte Mindestwert für den spezifischen Widerstand soll dabei insbesondere bei Raumtemperatur gelten. Analog soll auch der genannte Wertebereich für die thermische Leitfähigkeit insbesondere bei Raumtemperatur eingehalten sein. Alternativ oder zusätzlich kann es jedoch auch vorteilhaft sein, wenn die jeweils genannten Werte für die physikalischen Parameter auch bei einer kryogenen Betriebstemperatur, also beispielsweise bei etwa 77 K oder einer noch tieferen Betriebstemperatur erfüllt sind.
Gleichzeitig zu den genannten Widerstandseigenschaften soll das Material der Schutzschicht eine spezifische Wärmeleitfähigkeit von wenigstens 2 W/ (m·K) aufweisen. Hierdurch wird vorteilhaft eine gute thermische Anbindung einer aus dem Bandleiter gebildeten Spulenwicklung an einen daran anzukoppelnden Kühlkörper erreicht. Dies ist ein wesentlicher Vorteil gegenüber dem Stand der Technik, bei dem durch thermisch schlecht leitende Isolatorschichten zwischen den Windungen die thermische Ankopplung des gesamten Wicklungspakets und insbesondere der supraleitenden Schicht an einen äußeren Kühlkörper deutlich verschlechtert wird.
Die wesentlichen Vorteile der Erfindung werden also insbesondere dadurch erreicht, dass dieselbe Schicht, die für eine elektrische Trennung benachbarter Windungen sorgt, gleichzeitig eine hinreichend hohe thermische Leitfähigkeit für eine gute thermische Anbindung des gesamten Wicklungspaketes an einen Kühlkörper aufweist. Nach dem Stand der Technik werden diese beiden Eigenschaften (elektrische Isolation einerseits und thermische Leitfähigkeit andererseits) dagegen auf mehrere übereinanderliegende Schichten verteilt. Für die thermische Anbindung des gesamten Wicklungspakets an einen Kühlkörper ist die erfindungsgemäße Ausführung aber wesentlich vorteilhafter, da eine thermisch sehr schlecht leitfähige Schicht vollständig vermieden wird und somit eine Unterbrechung des thermischen Kontakts zwischen der supraleitenden Schicht und dem Kühlkörper ebenfalls vermieden wird.
Die erfindungsgemäße elektrische Spuleneinrichtung umfasst wenigstens eine Spulenwicklung, welche aus einem erfindungsgemäßen supraleitenden Bandleiter gebildet ist. Insbesondere umfasst eine solche Spulenwicklung eine Mehrzahl von Windungen aus einem derartigen Bandleiter. Die Vorteile der erfindungsgemäßen Spuleneinrichtung ergeben sich analog zu den oben beschriebenen Vorteilen des erfindungsgemäßen Bandleiters. Ein zusätzlicher Vorteil kann darin gesehen werden, dass die beschriebene Schutzschicht, welche Teil des Bandleiters ist, im Vergleich zu einem nachträglich eingebrachten Imprägniermittel oder einer Vergussmasse einen deutlich konstanteren Wicklungsabstand ermöglicht. Insbesondere kann der Abstand der supraleitenden Schicht, der sich zwischen den jeweils benachbarten Windungen an unterschiedlichen Umfangspositionen ergibt, über die gesamte Wicklung sehr konstant gehalten werden, wenn die Schichtdicke der Schutzschicht entsprechend konstant ist. Weitere Vorteile der Spuleneinrichtung sind dadurch gegeben, dass bei dem erfindungsgemäßen Bandleiteraufbau die Gesamtdicke des Bandleiters sehr gering gehalten werden kann und hierdurch in der Spuleneinrichtung eine sehr hohe Stromdichte erreicht werden kann. Hierbei kann trotzdem, wie oben beschrieben, eine hinreichende elektrische Isolation von Windung zu Windung sowie eine effektive Wärmeabfuhr gewährleistet sein.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Herstellung eines erfindungsgemäßen supraleitenden Bandleiters. Bei diesem Verfahren wird die Schutzschicht als Direktbeschichtung auf der darunterliegenden Schicht abgeschieden. Unter einer solchen Direktbeschichtung soll verstanden werden, dass dabei die Schutzschicht als feste Schicht erst in situ auf dem Leiterverbund gebildet wird. Sie soll also insbesondere nicht als vorgefertigte feste Schicht vorliegen, welche erst nachträglich mit dem Leiterverbund verbunden wird. Dabei sind unterschiedliche Beschichtungsverfahren denkbar, beispielsweise aus der Gasphase, aus einem Aerosol oder aber prinzipiell auch aus einer Lösung oder Schmelze. Gegebenenfalls kann die Schutzschicht allgemein auch durch eine chemische Reaktion des Materials der betreffenden Hauptfläche mit einem umgebenden Medium entstehen. Ein besonderer Vorteil der Direktbeschichtung des Bandleiters liegt darin, dass sich die Schutzschicht hierdurch sehr eng an die übrigen Schichten des Leiterverbundes anschmiegt und somit größere Lücken zwischen dem Leiterverbund und der Schutzschicht vermieden werden. Solche Lücken treten nach dem Stand der Technik leicht dann auf, wenn feste Isolationsbänder nachträglich mit dem Leiterverbund verbunden werden und insbesondere an den Kanten des Leiterverbundes eine perfekte Anpassung der Geometrie der Isolationsschicht nicht möglich ist. Durch die Vermeidung derartiger Lücken kann eine noch bessere thermische Anbindung des Wicklungspakets und insbesondere seiner supraleitenden Schicht an einen äußeren Kühlkörper gewährleistet werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den von den Ansprüchen 1, 12 und 14 abhängigen Ansprüchen sowie der folgenden Beschreibung hervor. Dabei können die beschriebenen Ausgestaltungen des Bandleiters, der Spuleneinrichtung und des Herstellungsverfahrens allgemein vorteilhaft miteinander kombiniert werden.
So kann es sich bei der supraleitenden Schicht insbesondere um eine hochtemperatursupraleitende Schicht handeln. Hochtemperatursupraleiter (HTS) sind supraleitende Materialien mit einer Sprungtemperatur oberhalb von 25 K und bei einigen Materialklassen, beispielsweise den Cuprat-Supraleitern, oberhalb von 77 K, bei denen die Betriebstemperatur durch Kühlung mit anderen kryogenen Materialien als flüssigem Helium erreicht werden kann. HTS-Materialien sind besonders attraktiv, da diese Materialien abhängig von der Wahl der Betriebstemperatur hohe obere kritische Magnetfelder sowie hohe kritische Stromdichten aufweisen können. Daher kommen die Vorteile der Erfindung gerade im Zusammenhang mit Hochtemperatursupraleitern besonders zum Tragen.
Der Hochtemperatursupraleiter kann beispielsweise Magnesiumdiborid oder einen oxidkeramischen Supraleiter, beispielsweise eine Verbindung des Typs REBa₂Cu₃O_x (kurz REBCO) aufweisen, wobei RE für ein Element der seltenen Erden oder eine Mischung solcher Elemente steht.
Allgemein vorteilhaft kann die Schutzschicht zumindest auf der Seite des Bandleiters angeordnet sein, welche die supraleitende Schicht trägt. Mit anderen Worten kann also die supraleitende Schicht (direkt oder indirekt, also über eine Zwischenschicht) von der Schutzschicht bedeckt sein.
Bei dieser Ausführungsform kann besonders vorteilhaft zwischen der supraleitenden Schicht und der Schutzschicht eine zusätzliche flächige normalleitende Deckschicht angeordnet sein. Diese Deckschicht kann besonders bevorzugt direkt mit der supraleitenden Schicht verbunden sein. Ein wesentlicher Vorteil einer solchen normalleitenden Deckschicht ist, dass sie einen normalleitenden Parallelwiderstand zur supraleitenden Schicht ausbildet, welcher insbesondere elektrisch direkt mit dieser verbunden ist. Eine solche normalleitende Deckschicht kann besonders bevorzugt aus einem metallischen Material (also einem Metall oder einer Metalllegierung) gebildet sein. Das Material der Deckschicht kann besonders bevorzugt Kupfer oder Silber umfassen oder sogar im Wesentlichen aus einem dieser Materialien bestehen. Bei dieser Ausführungsform bewirkt dann die auf der Deckschicht aufgebrachte Schutzschicht eine hinreichende elektrische Isolierung zwischen der oben liegenden Deckschicht einer gegebenen Leiterwindung und der typischerweise ebenfalls elektrisch leitfähigen unten liegenden Schicht der nächsten benachbarten Leiterwindung (also beispielsweise der nächsten Substratschicht). Alternativ oder zusätzlich kann eine solche Deckschicht aber auch auf der vom Supraleiter abgewandten Seite des Substrats aufgebracht sein. Sie kann auch den gesamten darunterliegenden Schichtaufbau umhüllen.
Allgemein und unabhängig von dem optionalen Vorliegen einer Deckschicht kann die Schutzschicht vorteilhaft auf der Seite des Bandleiters angeordnet sein, welche die supraleitende Schicht trägt. Alternativ oder zusätzlich kann die Schutzschicht aber auch auf der Seite des Bandleiters angeordnet sein, welche von der supraleitenden Schicht abgewandt ist. Insbesondere ist es möglich, dass die Schutzschicht auf beiden Hauptflächen des Bandleiters angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform kann die Schutzschicht den Leiterverbund insbesondere auf seinem ganzen Querschnitt umhüllen, sodass auch die Seiten des Leiterverbundes von dieser Schutzschicht abgedeckt sind. Dieses Abdecken der Seiten ist bei der beidseitigen Ausführung der Schutzschicht nicht zwingend nötig. Sie kann jedoch vorteilhaft sein, um eine noch zuverlässigere elektrische Isolation und insbesondere eine Vermeidung von Kurzschlüssen oder Überschlägen an den Seiten des Bandleiters zu bewirken.
Besonders bevorzugt kann bei dem Bandleiter die Schutzschicht als Direktbeschichtung auf der darunterliegenden Schicht aufgebracht sein. Die Vorteile dieser Ausführungsform ergeben sich analog zu den weiter oben beschriebenen Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens. Bei der Kombination dieser Ausführungsform mit der oben genannten Variante mit beidseitiger oder sogar umhüllender Aufbringung der Schutzschicht kann es vorkommen, dass die genannte „darunterliegende Schicht“ wechselt. Beispielsweise kann auf der Unterseite des Bandleiters die Schutzschicht als Direktbeschichtung auf dem Substrat aufgebracht sein, während sie auf der Oberseite des Bandleiters als Direktbeschichtung entweder auf der supraleitenden Schicht oder auf der darüber liegenden Deckschicht aufgebracht ist. Bei der umhüllenden Variante liegt die Schutzschicht zusätzlich noch auf allen Seitenkanten des gesamten Schichtstapels auf. Hierbei ist dann unter der genannten „darunterliegenden Schicht“ die „jeweils darunterliegende Schicht“ zu verstehen.
Die Schutzschicht kann allgemein vorteilhaft eine Schichtdicke im Bereich zwischen 1 µm und 100 µm, insbesondere zwischen 2 µm und 20 µm oder sogar zwischen 2 µm und 10 µm aufweisen. Eine Schichtdicke im genannten Bereich ist insbesondere groß genug, um bei homogener Abscheidung eine hinreichende elektrische Isolation von Windung zu Windung zu gewährleisten. Andererseits sind die Schichtdicken niedrig genug, um trotzdem eine vergleichsweise hohe Stromdichte einer mit dem Bandleiter gebildeten Spulenwicklung zu ermöglichen. Insbesondere in Kombination mit der Variante der Direktbeschichtung sind die vergleichsweise dünneren Schichtdicken vorteilhaft, um sehr hohe Stromdichten in der Wicklung zu ermöglichen.
Besonders bevorzugt ist die Schutzschicht aus einem Material gebildet, welches eine spezifische Wärmeleitfähigkeit von wenigstens 5 W/ (m·K), insbesondere wenigstens 25 W/ (m·K) oder sogar wenigstens 100 W/(m·K), besonders vorteilhaft sogar wenigstens 1000 W/(m·K), aufweist. Eine Schutzschicht mit einer derart hohen Wärmeleitfähigkeit trägt besonders wirksam zu einer effektiven Entwärmung des gesamten Wicklungsstapels bei. Es sind einige elektrisch isolierende Materialien mit derartig hohen thermischen Leitfähigkeiten bekannt.
Besonders bevorzugt ist der Bandleiter insgesamt so ausgestaltet, dass die genannte Schutzschicht die elektrisch am stärksten isolierende Schicht des gesamten Schichtaufbaus des Bandleiters ist, welche eine Schichtdicke von mehr als 5 µm aufweist. Mit anderen Worten soll neben der genannten Schutzschicht kein wesentlicher zusätzlicher Isolator vorliegen, durch welchen benachbarte Windungen der Supraleiterschicht elektrisch voneinander isoliert sind. Aus dieser Betrachtung ausgenommen soll eine eventuell vorliegende Zwischenschicht zwischen Substrat und Supraleiterschicht sein, welche oft aus elektrisch isolierenden oxidischen Materialien gebildet ist. Eine solche Zwischenschicht trägt aber nicht zur elektrischen Isolation der Windungen untereinander bei (da sie zwischen dem Substrat und der supraleitenden Schicht angeordnet ist, welche typischerweise beide leitfähig sind und miteinander leitfähig verbunden sind). Diese Zwischenschichten haben typischerweise eine Gesamtschichtdicke von weniger als 5 µm. Bei dieser Ausführungsform ohne zusätzliche weitere Isolatorschicht zwischen den leitenden Teilen benachbarter Windungen kommen die Vorteile der Erfindung besonders zum Tragen, da die Begrenzung der Querleitfähigkeit durch die genannte Schutzschicht ausreichend ist und ohne eine zusätzliche Schicht eine vorteilhaft geringe Gesamtdicke des Bandleiters erreicht werden kann.
Besonders bevorzugt ist es allgemein auch, wenn der Bandleiter insgesamt so ausgestaltet ist, dass die genannte Schutzschicht von allen Schichten mit mehr als 5 µm Dicke diejenige Schicht ist, welche die geringste spezifische thermische Leitfähigkeit aufweist. Mit anderen Worten soll neben der genannten Schutzschicht keine nennenswerte zusätzliche Schicht vorhanden sein, welche eine noch schwächere Wärmebrücke für die thermische Anbindung der supraleitenden Schicht an einen äußeren Kühlkörper ausbildet.
Vorteilhaft kann das Material der Schutzschicht Diamant oder ein keramisches Material, insbesondere ein Oxid und/oder ein Nitrid umfassen. Beispielsweise kann es sich um Aluminiumoxid oder Aluminiumnitrid handeln. Ganz allgemein kann es sich bevorzugt um elektrisch isolierende anorganische Metallverbindungen oder auch um entsprechende metallorganische Verbindungen handeln, welche die Anforderungen an die thermische Leitfähigkeit erfüllen. Insbesondere kann es sich um eine Verbindung (oder gegebenenfalls auch ein Gemisch mehrerer Verbindungen) eines Metalls handeln, welches das Substrat bildet (oder zumindest in diesem enthalten ist) und/oder welches die normalleitende Deckschicht bildet (oder zumindest in dieser enthalten ist). Insbesondere kann es sich also um eine anorganische und/oder eine metallorganische Kupferverbindung, Eisenverbindung oder Nickelverbindung handeln. Bei dieser Art von Ausführungsform kann die Schutzschicht durch in-Situ-Reaktion auf der Oberfläche des Substrats oder der Deckschicht aus dem dort enthaltenen Material gebildet werden. Beispielsweise kann ein Kupferoxid durch Oxidation des Kupfers gebildet werden, welches das Substrat oder die Deckschicht bildet. In ähnlicher Weise können aus anderen Metallen andere Oxide oder auch Nitride gebildet werden. Es können auch beispielsweise anorganische Salze (beispielsweise Kupfersulfat) durch Reaktion des Metalls mit einem entsprechenden anorganischen Reaktionspartner oder metallorganische Verbindungen durch Reaktion mit einem entsprechenden organischen Reaktionspartner in situ auf der jeweiligen Metalloberfläche gebildet werden. Nach einer ersten bevorzugten Ausführungsvariante ist es möglich, das bereits mit der supraleitenden Schicht beschichtete Substrat mit der zusätzlichen Schutzschicht zu versehen. Dabei ist es wichtig, solche Reaktionsbedingungen (insbesondere eine niedrige Reaktionstemperatur) einzuhalten, bei der die supraleitende Schicht nicht geschädigt wird. Alternativ ist es jedoch prinzipiell auch möglich, die Schutzschicht schon vor der Beschichtung mit dem Supraleiter auf die Rückseite des Substrats aufzubringen, so dass die Reaktionsbedingungen ohne Rücksicht auf die supraleitende Schicht gewählt werden können. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, die Schutzschicht einseitig auf eine eigenstabile Deckschicht aufzubringen, bevor diese Deckschicht dann auf der anderen Seite mit dem supraleiter-beschichteten Substrat verbunden wird. Auch dann können die Reaktionsbedingungen ohne Rücksicht auf die supraleitende Schicht gewählt werden, und es können auch höhere Reaktionstemperaturen von beispielsweise 200 °C und mehr zum Einsatz kommen. Die letztgenannten Varianten, bei denen die Reaktionsbedingungen ohne Rücksicht auf einen empfindlichen Supraleiter gewählt werden können, eigenen sich besonders für die Abscheidung keramischer Schichten wie Oxiden und Nitriden. Solche keramischen Schichten sind allgemein gut geeignet, um eine gute elektrische Isolationswirkung bei gleichzeitig hoher thermischer Leitfähigkeit zu erzielen. Zur Abscheidung keramischer Schichten eigenen sich allgemein beispielsweise Verfahren der chemischen und physikalischen Gasphasenabscheidung, beispielsweise MOCVD (metallorganische chemische Gasphasenabscheidung) und Sputtern.
Allgemein und unabhängig von der genauen Materialwahl kann die Schutzschicht entweder mehrheitlich oder auch im Wesentlichen vollständig aus einem oder mehreren der genannten Materialklassen bestehen.
Die Verwendung von Diamant im Material der Schutzschicht ist besonders vorteilhaft, weil Diamant eine sehr hohe spezifische Wärmeleitfähigkeit aufweist. Bei Raumtemperatur liegt diese im Bereich zwischen 1000 W/m·K und 2500 W/m·K, was für die Wärmeankopplung des restlichen Schichtsystems besonders günstig ist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante kann die Schutzschicht aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet sein, welches einen spezifischen elektrischen Widerstand von sogar wenigstens 10⁷ Ohm·m aufweist. Die Verwendung einer derart gut isolierenden Schutzschicht kann vor allem dann besonders vorteilhaft sein, wenn eine sehr dünne Schichtdicke für die Schutzschicht zum Einsatz kommen soll, beispielsweise eine Schichtdicke von weniger als 20 µm, weniger als 10 µm oder sogar weniger als 5 µm.
Es ist allgemein besonders bevorzugt, wenn die Gesamtdicke des Bandleiters bei höchstens 130 µm, insbesondere bei höchstens 100 µm oder sogar bei höchstens 60 µm liegt. Eine derart niedrige Gesamtdicke des Bandleiters führt zu einem entsprechend niedrigen Wicklungsabstand zwischen den einzelnen supraleitenden Schichten in einer damit hergestellten Spulenwicklung, was wiederum zu einer besonders hohen Stromdichte in der Wicklung führt. Eine solche niedrige Gesamtdicke des Bandleiters kann beispielsweise dann erreicht werden, wenn für das Substrat und/oder die optional vorhandene Deckschicht möglichst geringe Schichtdicken zum Einsatz kommen. So kann beispielsweise das Substrat eine Schichtdicke von 20 µm oder weniger aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die optional vorhandene normalleitende Deckschicht ebenfalls eine Schichtdicke von 20 µm oder weniger aufweisen. Besonders vorteilhafte Materialien für das Substrat sind Edelstahl oder nickelhaltige Legierungen.
Bei der Verwendung von Bandleitern mit herkömmlichen, thermisch schlecht leitfähigen Isolationsschichten ist die Ausgestaltung mit sehr dünnen Substraten und Deckschichten oft gar nicht möglich, da dann thermische Kopplung an einen äußeren Kühlkörper zunehmend durch die Isolationsschicht dominiert wird und somit nur eine schlechte thermische Kopplung vorliegt. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Schutzschicht (anstelle einer herkömmlichen Isolationsschicht) ermöglicht also für viele Anwendungen erst die Verwendung von sehr dünnen Schichtdicken bei den genannten metallischen Schichten, da hier auch über die Schutzschicht eine vergleichsweise gute thermische Leitfähigkeit gegeben ist.
Weiterhin vorteilhaft kann der Bandleiter so ausgebildet sein, dass die Dicke der Schutzschicht über die Länge des Bandleiters hinweg innerhalb von +/-5µm und insbesondere sogar innerhalb von +/-2µm konstant ist. Dabei ist der kleinere Toleranzbereich für die oben genannten vergleichsweise dünnen Bandleiter besonders bevorzugt. Ebenso kann die Dicke des gesamten Bandleiters über seine Länge hinweg innerhalb von +/- 10 µm und insbesondere sogar innerhalb von +/-5 µm konstant sein.
Bei der elektrischen Spuleneinrichtung kann es sich vorteilhaft beispielsweise um eine Spuleneinrichtung in einer elektrischen Maschine (im Rotor und/oder im Stator), in einem Transformator und/oder in einem supraleitenden Energiespeicher (beispielsweise in einem SMES = Supraleitender Magnetischer Energiespeicher) handeln.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Variante des Verfahrens kann die Schutzschicht durch eine Direktbeschichtung, insbesondere mithilfe einer Gasphasenabscheidung und/oder einer Aerosol-Deposition, aufgebracht werden. Bei der Gasphasenabschaltung kann es sich insbesondere allgemein um ein Verfahren der chemischen Gasphasenabschaltung (CVD-Verfahren) oder spezieller um ein Plasma-Enhanced CVD-Verfahren (=PE-CVD-Verfahren) handeln. Derartige Verfahren haben sich vor allem bei der Beschichtung mit einer dünnen Diamantschicht als vorteilhaft herausgestellt. Bei Diamantschichten aber auch bei anderen Materialien werden mit derartigen Verfahren besonders einheitliche und gut definierte Schichtdicken erhalten.
Allgemein und unabhängig von dem Material der Schutzschicht können jedoch auch andere Verfahren zum Einsatz kommen, insbesondere auch Verfahren zur Pulverbeschichtung. Hierbei kann ein amorphes, polykristallines oder auch monokristallines Pulver des zu verwendenden Materials einseitig oder beidseitig oder auch umhüllend auf den Leiterverbund aufgebracht werden und hier zu einer festen Beschichtung konvertiert werden. Diese Konvertierung kann beispielsweise durch eine thermische Behandlung erfolgt. Das Pulver zur Bildung der Schutzschicht kann beispielsweise auch durch eine zusätzliche dünne Schicht aus einem Klebemittel am Leiterverbund zum Haften gebracht werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einiger bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen beschrieben, in denen:

1 eine schematische Schnittdarstellung durch eine Spuleneinrichtung nach dem Stand der Technik zeigt,
2 eine schematische Querschnittsansicht eines Bandleiters nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt,
3 eine schematische Querschnittsansicht eines Bandleiters nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt und
4 eine schematische Schnittdarstellung durch eine Spuleneinrichtung nach einem Beispiel der Erfindung zeigt.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt einen Ausschnitt aus einer Spuleneinrichtung 21 mit einer Spulenwicklung 23 nach dem Stand der Technik. Gezeigt ist ein Teilbereich eines Querschnitts der Spulenwicklung 23 in einem Randbereich der Wicklung. Die Spulenwicklung 23 umfasst hier eine Vielzahl von Windungen w_i , von denen hier beispielhaft nur die Randbereiche zweier Windungen ganz und die Randbereiche der beiden angrenzenden Windungen teilweise gezeigt sind. Die einzelnen Windungen w_i sind durch Aufwickeln eines Bandleiters 1 gebildet, dessen Aufbau nun näher erläutert wird. So weist der Bandleiter 1 ein metallisches Substrat 3 auf, auf dessen einen Hauptfläche eine flächige supraleitende Schicht 5 ausgebildet ist. Diese supraleitende Schicht 5 wird von einer normalleitenden Deckschicht 7 abgedeckt, welche ebenfalls aus einem metallischen Material gebildet sein kann, beispielsweise Kupfer und/oder Silber. Jede der gezeigten Schichten kann mehrere Teilschichten umfassen und es können auch zusätzliche Zwischenschichten zwischen den einzelnen Schichten angeordnet sein, insbesondere ein oder mehrere Pufferschichten zwischen Substrat 3 und supraleitender Schicht 5. In diesem Bandleiter 1 nach dem Stand der Technik ist der so gebildete Leiterverbund durch ein elektrisch isolierendes Kunststoffband 10 umwickelt. Dieser Isolator dient der elektrischen Trennung der benachbarten Spulenwindungen w_i .
Problematisch bei dem dargestellten Wicklungsaufbau der 1 ist die Kühlung der Spulenwicklung 23. Um das Material der supraleitenden Schicht auf eine Betriebstemperatur unterhalb der Sprungtemperatur des Supraleiters kühlen zu können, muss die beim Betrieb entstehende Wärme effektiv an ein äußeres Kühlsystem abgeführt werden. Dieses Kühlsystem ist in 1 durch einen Kühlkörper 25 repräsentiert. Die einzelnen Schichten des Bandleiters 1 sind dabei nicht direkt im Kontakt mit diesem Kühlkörper 25, sondern indirekt über eine Vergussmasse 27, die beispielsweise ein Harz sein kann. Bei dem Kühlkörper 25 kann es sich beispielsweise um eine Kupferplatte handeln. Wie in 1 schematisch angedeutet, sind für die Entwärmung des Bandleiters im Wesentlichen drei charakteristische Wärmepfade p1, p2 und p3 relevant. Dabei stellt der Wärmepfad p1 die Entwärmung vom Substrat 3 zum Kühlkörper 25 dar. Diese Entwärmung wird im Randbereich der Spulenwicklung durch den stirnseitigen Teil des herumgewickelten Isolators 10 und durch die dazwischenliegende Vergussmasse 27 vermittelt. Auch wenn diese beiden Materialien 10 und 27 eine schlechtere Wärmeleitfähigkeit als die metallischen Materialien 3 und 7 aufweisen, so ist bildet Pfad p1 doch insgesamt durch die hohe Wärmeleitfähigkeit des metallischen Substrats einen wichtigen Pfad für die Kühlung der Wicklung aus. Ähnliches gilt für den parallelen Wärmepfad p2, welcher von der metallischen Deckschicht 7 (ebenfalls über die kurzen dazwischenliegenden Abschnitte des Isolators 10 und der Vergussmasse 27) zum Kühlkörper 25 hin verläuft. Der dritte Wärmepfad p3 verläuft von dem um den Leiterverbund gewickelten Isolator 11 über die Vergussmasse 27 zum Kühlkörper 25. Dieser dritte Wärmepfad p3 trägt jedoch am wenigsten zur Kühlung der Spulenwicklung bei, da der Isolator 10 als herkömmliches Kunststoffmaterial nur eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit aufweist. Typische spezifische Wärmeleitfähigkeiten von isolierenden Kunststoffbändern liegen bei nur wenigen 0,1 W/m·K. Aus diesem Grund muss es bei einem Bandleiter nach dem Stand der Technik vermieden werden, dass dieser Isolator 10 einen zu hohen Anteil am Volumen der Spulenwicklung 23 ausbildet. Wenn zur elektrischen Trennung der einzelnen Windungen eine bestimmte Mindestdicke an Isolator erforderlich ist (beispielsweise 5 µm oder 10 µm), dann dürfen auch Substrat 3 und metallische Deckschicht 7 nicht zu dünn werden, damit dieser Volumenanteil an isolierendem Kunststoff nicht zu hoch wird. Eine solche untere Grenze für die Dicke des Bandleiters verhindert aber auch, dass sehr hohe Stromdichten in der Spulenwicklung 23 erreicht werden können. Typische Gesamtdicken für solche Bandleiter nach dem Stand der Technik liegen bei 150 µm bis 200 µm oder etwas darunter.
Ein weiterer Nachteil des herkömmlichen Aufbaus der 1 ist, dass vor allem im Randbereich der Spulenwicklung 23 Lücken auftreten können. So ist hier beispielsweise eine erste Lücke 29a gezeigt, welche zwischen dem Leiterverbund und dem umhüllenden Isolator 10 entstanden ist. Diese Lücke ist insbesondere dadurch zustande gekommen, dass zwischen Substrat 3 und Deckschicht 7 ein stufenartiger Versatz entstanden ist, der bei der Umhüllung mit einem vorgefertigten Isolator Band nicht eng anliegend bedeckt werden kann. Eine weitere Lücke 29b ist an dieser Stelle auf der Außenseite des Isolatorbandes 10 entstanden, da die Vergussmasse 27 in die entstehende enge Vertiefung nicht vollständig eindringen konnte. Beide Arten von Lücken behindern ebenfalls den Wärmefluss vom Bandleiter 1 zum Kühlkörper 25.
2 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Bandleiters 1 nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Bandleiter 1 umfasst ein metallisches Substrat 3, welches zwei Hauptflächen 31a und 31b aufweist. Auf der ersten Hauptfläche 31a ist über einem Stapel von hier nicht gezeigten Pufferschichten eine flächige supraleitende Schicht 5 abgeschieden. Diese supraleitende Schicht 5 ist wiederum von einer metallischen Deckschicht 7 abgedeckt. Diese Deckschicht 7 kann beispielsweise aus Kupfer oder Silber oder einem Stapel beider Materialien bestehen. Das Substrat, die supraleitende Schicht 5 und die Deckschicht 7 sowie die nicht dargestellten Pufferschichten bilden zusammen einen Leiterverbund 9. Dieser Leiterverbund 9 ist auf seinem ganzen Querschnitt von einer Schutzschicht 11 umhüllt. Die Schutzschicht ist elektrisch isolierend und ist hier als dünne Diamantschicht ausgebildet. Es sind aber auch zahlreiche andere Materialien für diese Schutzschicht 11 denkbar. Wesentlich im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist, dass der spezifische elektrische Widerstand und die spezifische Wärmeleitfähigkeit in den weiter oben genannten Bereichen liegen. Hierdurch wird die beschriebene elektrische Trennung der Windungen erreicht, wobei gleichzeitig in derselben Schicht eine effektive Entwärmung gewährleistet ist. Durch diese zusätzliche Entwärmung wird ein paralleler Wärmepfad genutzt (analog zu p3 in 1), welcher nach dem Stand der Technik nur einen sehr unwesentlichen Beitrag zur Entwärmung liefert.
Hierdurch wird es möglich, die Dicke des Substrats d3 und/oder die Dicke der Deckschicht d7 und somit auch die Dicke des gesamten von dem Isolator 11 umhüllten Leiterverbunds d9 deutlich dünner zu wählen, als es bei Verwendung von Materialien nach dem Stand der Technik möglich wäre. So kann insgesamt auch eine sehr niedrige Dicke d1 des gesamten Bandleiters vorgesehen werden, wodurch sehr hohe Stromdichten in einer mit einem solchen Bandleiter 1 aufgebauten Spulenwicklung ermöglicht werden. Weiterhin ermöglichen dünne Bandleiter auch wesentlich geringere Biegeradien, was sich vor allem bei der Ausbildung von kompakten Wickelköpfen sehr positiv auswirken kann.
3 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Bandleiters nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der zugrundeliegende Leiterverbund 9 ist analog oder sehr ähnlich aufgebaut wie der Leiterverbund 9 der 2. Auch die Schutzschicht 11 ist aus einem Material mit ähnlichen Eigenschaften gebildet. Im Unterschied zum Beispiel der 2 ist jedoch diese Schutzschicht nicht als umhüllende Schicht, sondern nur einseitig auf dem Leiterverbund abgeschieden. Beim Beispiel der 3 ist die Schutzschicht auf der ersten Hauptfläche 33a des Leiterverbundes 9 abgeschieden, welche der ersten Hauptfläche 31a des Substrats 3 entspricht. Diese erste Hauptfläche des Substrats ist die Fläche, auf der die supraleitende Schicht 5 aufgebracht ist. Sie entspricht auch der ersten Seite 35a des Bandleiters 1. Durch eine solche Schutzschicht 11 auf dieser ersten Seite des Bandleiters 1 wird beim Herstellen einer Wicklung aus dem Bandleiter ebenfalls eine hinreichende Isolation der aufeinanderfolgenden Windungen erreicht, da die metallischen Schichten immer durch die isolierende Schutzschicht 11 getrennt sind. Analog zum Beispiel der 2 können auch hier die einzelnen Schichtdicken sehr dünn ausgebildet werden. Da die Schutzschicht 11 hier nur einseitig aufgebracht ist, kann die Gesamtdicke d1 des Bandleiters 1 sogar noch dünner gewählt werden.
Alternativ zum Beispiel der 3 ist es jedoch grundsätzlich auch möglich, dass eine analoge Schutzschicht 11 auf der zweiten Seite des Substrats 31b aufgebracht ist, welche dann der zweiten Seite 33b des Leiteraufbaus und der von der supraleitenden Schicht 5 abgewandten Seite 35b des Bandleiters entspricht. Auch mit einer solchen einseitigen Beschichtung kann durch die isolierenden Eigenschaften der Schutzschicht eine hinreichende elektrische Trennung der benachbarten Windungen erreicht werden. Als weitere Alternative ist auch eine beidseitige Beschichtung des Leiterverbundes 9 möglich, welche im Unterschied zur 2 aber nicht die Kanten mit umhüllt.
4 zeigt eine schematische Schnittdarstellung durch eine Spuleneinrichtung 21 nach einem Beispiel der Erfindung. Die Darstellung ist analog zur Darstellung der herkömmlichen Spuleneinrichtung in 1. Auch hier ist der Randbereich einer Spulenwicklung 23 gezeigt, welcher durch eine Vergussmasse 27 an einen Kühlkörper 25 angebunden ist. Im Unterschied zur Spuleneinrichtung der 1 ist hier der Bandleiter 1, aus dem die Wicklung gebildet ist, entsprechend der vorliegenden Erfindung ausgebildet. Im hier gezeigten Beispiel ist dieser Bandleiter 1 analog zum Bandleiter der 2 ausgebildet, nämlich mit umlaufender Umhüllung mit einer elektrisch isolierenden Schutzschicht 11. Dadurch dass diese Schutzschicht 11 als Direktbeschichtung auf dem Leiterverbund 9 aufgebracht ist, entstehen hier auch keine Lücken des Typs 29a, wie sie in 1 zu sehen war. Schon durch diesen Effekt ist die Entwärmung der Spulenwicklung 23 verbessert. Eine weitere und unter Umständen noch wesentlichere Verbesserung kommt dadurch zustande, dass der dritte Wärmepfad p3 von der Schutzschicht 11 zum Kühlkörper 25 im Vergleich zum entsprechenden Wärmepfad p3 der 1 deutlich verstärkt ist. Dies wird durch die deutlich erhöhte thermische Leitfähigkeit der Schutzschicht 11 im Vergleich zum Isolator 10 erreicht. So kann beim Leiteraufbau der 4 auch die Dicke des Substrats 3 und oder der Deckschicht 7 (absolut und/oder im Verhältnis zu Dicke der Schutzschicht) deutlich geringer gewählt werden als beim Stand der Technik, ohne dass hier die thermische Ankopplung der Spulenwicklung 23 zu stark reduziert wird.

Claims

Supraleitender Bandleiter (1), umfassend - ein bandförmiges Substrat (3) mit zwei Hauptflächen (31a,31b) und - zumindest eine auf einer ersten Hauptfläche (31a) des Substrats (3) aufgebrachte flächige supraleitende Schicht (5) - sowie wenigstens eine flächige Schutzschicht (11), welche auf wenigstens einer der Hauptflächen (33a) des so gebildeten Leiterverbundes (9) aufgebracht ist, - wobei die Schutzschicht (11) aus einem Material gebildet ist, welches eine spezifische Wärmeleitfähigkeit von wenigstens 2 W/ (m·K) aufweist und welches einen spezifischen elektrischen Widerstand von wenigstens 10⁵ Ohm·m aufweist.
Bandleiter (1) nach Anspruch 1, bei welchem zwischen der supraleitenden Schicht (5) und der Schutzschicht (11) eine zusätzliche flächige normalleitende Deckschicht (7) angeordnet ist.
Bandleiter (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei welchem die Schutzschicht (11) auf der Seite () des Bandleiters (1) angeordnet ist, welche die supraleitende Schicht (5) trägt und/oder auf der Seite (35b) des Bandleiters (1) angeordnet ist, welche von der supraleitenden Schicht (5) abgewandt ist.
Bandleiter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Schutzschicht (11) als Direktbeschichtung auf der darunterliegenden Schicht (7) aufgebracht ist.
Bandleiter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Schutzschicht (11) eine Schichtdicke (d11) im Bereich zwischen 1 µm und 100 µm, insbesondere zwischen 2 µm und 20 µm aufweist.
Bandleiter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Schutzschicht (11) aus einem Material gebildet ist, welches eine spezifische Wärmeleitfähigkeit von wenigstens 25 W/ (m·K) aufweist.
Bandleiter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Schutzschicht (11) aus einem Material gebildet ist, welches eine spezifische Wärmeleitfähigkeit von wenigstens 100 W/(m·K), insbesondere sogar wenigstens 1000 W/ (m·K), aufweist.
Bandleiter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Schutzschicht (11) die elektrisch am stärksten isolierende Schicht des gesamten Schichtaufbaus des Bandleiters ist (1).
Bandleiter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Schutzschicht (11) Diamant umfasst.
Bandleiter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welchem die Schutzschicht (11) eine anorganische Metallverbindung und/oder eine metallorganische Verbindung umfasst.
Bandleiter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welcher eine Gesamtdicke (d1) von höchstens 130 µm, insbesondere von höchstens 100 µm aufweist.
Elektrische Spuleneinrichtung (21) mit wenigstens einer Spulenwicklung (23) aus einem supraleitenden Bandleiter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
Elektrische Spuleneinrichtung (21) nach Anspruch 12, welche eine Spuleneinrichtung für eine elektrische Maschine, einen Transformator und/oder einen supraleitenden Energiespeicher ist.
Verfahren zur Herstellung eines supraleitenden Bandleiters (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei welchem die Schutzschicht (11) als Direktbeschichtung auf der darunterliegenden Schicht (7) abgeschieden wird.
Verfahren nach Anspruch 14, bei welchem die Direktbeschichtung mit Hilfe einer Gasphasenabscheidung und/oder einer Aerosoldeposition aufgebracht wird oder durch eine chemische Reaktion der Oberfläche mit einem umgebenden Medium in situ entsteht.