DE102021118156A1 - Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines Drahtes, eine supraleitende Vorrichtung, eine elektrische Maschine, ein Luftfahrzeug und eine Oberflächenbehandlungsvorrichtung - Google Patents

Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines Drahtes, eine supraleitende Vorrichtung, eine elektrische Maschine, ein Luftfahrzeug und eine Oberflächenbehandlungsvorrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE102021118156A1
DE102021118156A1 DE102021118156.9A DE102021118156A DE102021118156A1 DE 102021118156 A1 DE102021118156 A1 DE 102021118156A1 DE 102021118156 A DE102021118156 A DE 102021118156A DE 102021118156 A1 DE102021118156 A1 DE 102021118156A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
wire
nozzle
pressure plasma
atmospheric
plasma
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102021118156.9A
Other languages
English (en)
Inventor
Matthias Corduan
Fabian Utzmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
Original Assignee
Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG filed Critical Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
Priority to DE102021118156.9A priority Critical patent/DE102021118156A1/de
Publication of DE102021118156A1 publication Critical patent/DE102021118156A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • H01B13/003—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables using irradiation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/40—Oxides
    • C23C16/401—Oxides containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45563—Gas nozzles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45595—Atmospheric CVD gas inlets with no enclosed reaction chamber
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/54—Apparatus specially adapted for continuous coating
    • C23C16/545—Apparatus specially adapted for continuous coating for coating elongated substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • H01B13/06—Insulating conductors or cables
    • H01B13/14—Insulating conductors or cables by extrusion
    • H01B13/145—Pretreatment or after-treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32798—Further details of plasma apparatus not provided for in groups H01J37/3244 - H01J37/32788; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
    • H01J37/32816—Pressure
    • H01J37/32825—Working under atmospheric pressure or higher
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F6/00—Superconducting magnets; Superconducting coils
    • H01F6/06—Coils, e.g. winding, insulating, terminating or casing arrangements therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/2406—Generating plasma using dielectric barrier discharges, i.e. with a dielectric interposed between the electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/26—Plasma torches
    • H05H1/32—Plasma torches using an arc
    • H05H1/42—Plasma torches using an arc with provisions for introducing materials into the plasma, e.g. powder, liquid
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H2245/00—Applications of plasma devices
    • H05H2245/40—Surface treatments
    • H05H2245/42—Coating or etching of large items

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung (25) eines Drahtes (1), insbesondere für eine supraleitende Vorrichtung, insbesondere eine Spule (27), dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbringung einer Schicht (10) auf die Oberfläche des Drahtes (1) und / oder die Aktivierung der Oberfläche des Drahtes (1) durch ein Atmosphärendruckplasma-Verfahren erfolgt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines Drahtes mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine supraleitende Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 19, eine elektrische Maschine mit den Merkmalen des Anspruchs 20, ein Luftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 21 und eine Oberflächenbehandlungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 22.
  • Die Oberflächenbehandlung von Drähten ist für viele technische Anwendungen notwendig. So werden z.B. beschichtete Drähte in Verbindung mit Spulen für supraleitende Maschinen benötigt.
  • Die Verwendung von supraleitenden Materialien ermöglicht z.B. den Betrieb von elektrischen Maschinen ohne elektrischen Widerstand. Dadurch können insbesondere Anwendungen in der Energietechnik stark verbessert werden, da Verluste verringert werden und / oder auch die Leistungsdichte durch die erhöhte Stromtragfähigkeit verbessert werden.
  • Für Gleichstrom-Anwendungen wird dies z.B. in Magnetresonanztomographen umgesetzt. In Wechselstrom-Anwendungen sind Supraleiter hingegen noch nicht so stark verbreitet, was vor allem an zusätzlichen Verlusten liegt, die im Wechselfeld, beim Hochfahren von Wechselstrom-Feldern oder auch bei der dynamischen Änderung von Wechselfeldern (z.B. in Magenetresonanztomographen) auftreten. Die dabei anfallenden thermischen Lasten müssen bei kryogenen Temperaturen über ein Kühlmedium abgeführt werden, damit sich der Supraleiter nicht zu sehr erwärmt und damit in den normalleitenden Zustand zurückkehrt.
  • Hier spielt die Isolation eines drahtförmigen Leiters eine wesentliche Rolle, weil die Wärmeleitfähigkeit der verfügbaren Isolator-Materialien wesentlich geringer ist als die des supraleitenden Materials oder anderer Metalle, die bei der Herstellung des drahtförmigen Leiters verwendet werden. Die Isolationsschicht behindert damit die Kühlung des drahtförmigen Leiters.
  • Aus diesem Grund sollten die Isolationsschichten möglichst dünn gehalten werden. Dabei bildet allerdings die notwendige elektrische Isolationswirkung zur Verhinderung von Kurzschlüssen und Entladungen eine untere Grenze für die Schichtdicken.
  • Bei potentiell supraleitenden drahtförmigen Materialien, die noch Reaktionen durchlaufen müssen, damit sie ihre supraleitenden Eigenschaften erhalten (z.B. Magnesiumdiborid (MgB2)), besteht noch ein weiteres technisches Problem. Der minimal mögliche Biegeradius dieser Materialien ist stark von dem angewendeten Reaktionsverfahren abhängig. Bei supraleitenden Spulen -wie z.B. in der DE 10 2019 215 019 A1 dargestellt -werden die Verfahren „Wind and React“ und „React and Wind“ unterschieden, bei denen die Spulen entweder erst reagiert und dann gewickelt oder in umgekehrter Reihenfolge hergestellt werden (Vgl. Artikel: H. Kumakura, A. Matsumoto, H. Fujii and K. Togano: „High transport critical current density obtained for powder-in-tube-processed MgB2 tapes and wires using stainless steel and Cu-Ni tubes“, Applied Physics Letters, 79(15):2435-2437, 2001; M. Tomsic, M. A. Rindfleisch, J. Yue, K. McFadden, D. Doll, J. Phillips, M. D. Sumption, M. Bhatia, S. Bohnenstiehl and E. W. Collings: „Development of magnesium diboride (MgB2) wires and magnets using in situ strand fabrication method“, Physica C: Superconductivity, 456(1-2):203-208, 2007). Beim Reagieren des drahtförmigen Leiters treten Temperaturen von bis zu 650°C über eine Zeitspanne von ca. 1 h auf, was eine Isolation auf Polymerbasis (Lacke, Vergussmassen, Harze etc.) zerstören würde.
  • Aber auch in anderen technischen Zusammenhängen ist es notwendig, die Oberflächen von Drähten, vor allem sehr dünnen Drähten, zu behandeln, insbesondere die Oberflächen zu beschichten.
  • Daher werden Verfahren und Mittel zur effizienten Oberflächenbehandlung von Drähten benötigt.
  • Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Die Oberflächenbehandlung, insbesondere die Aufbringung einer Schicht auf die Oberfläche eines Drahtes und / oder die Aktivierung der Oberfläche des Drahtes erfolgt durch ein Atmosphärendruckplasma-Verfahren. Mit diesem Verfahren können insbesondere dünne, aber ausreichend dünne Isolierschichten auf einen Draht aufgebracht werden.
  • In einer Ausführungsform erfolgt die Aufbringung der Schicht auf die Oberfläche des Drahtes und / oder die Aktivierung der Oberfläche des Drahtes kontinuierlich, wobei zwischen dem Draht und einem Atmosphärendruck-Plasma eine Relativbewegung besteht. Durch die Relativbewegung wird der Kontaktbereich entlang des Drahtes geführt oder umgekehrt. Insbesondere kann der Draht durch eine Düsenvorrichtung, insbesondere eine Zweistoffplasmadüse in Form einer Ringdüse, bewegt werden, wobei der Draht in einem Kontaktbereich mit dem Atmosphärendruck-Plasma in Kontakt kommt. Der Kontaktbereich kann sich z.B. um den Umfang des Drahtes herum erstrecken. Der Draht wird damit im Wesentlichen parallel zu dem Plasmastrom geführt. So kann z.B. im Austrittbereich des Drahtes aus der Düsenvorrichtung der Draht von dem Plasma umgeben werden, wobei beide dann gemeinsam aus der Düsenvorrichtung austreten.
  • Bei einer solchen Vorrichtung ist es möglich, dass der Draht in der Düsenvorrichtung als Elektrode zur Erzeugung des Atmosphärendruck-Plasmas dient. Dabei ist im Bereich der Elektrode ist die Schichtabscheiderate am größten. Somit kann in kurzer Zeit eine ausreichend dicke Isolationsschicht abgeschieden werden
  • Es ist auch möglich, dass der Draht durch eine Düsenanordnung für das Atmosphärendruck-Plasma bewegt wird und / oder die Düsenanordnung entlang des Drahtes bewegt wird, wobei die Düsenanordnung um den Umfang des Drahtes angeordnet ist und das Atmosphärendruck-Plasma unter einem Winkel, insbesondere einem Winkel von 90°, auf den Draht aufgebracht wird. Bei dieser Ausführungsform wird das Plasma von außen auf den Umfang aufgesprüht.
  • Zum Aufbringen einer Schicht kann das Atmosphärendruck-Plasma mindestens einen Precursor aufweisen. Besonders wirtschaftlich und effizient zu verarbeiten ist es, wenn das Atmosphären-Plasma mindestens einen Anteil an SiOxCyHz und / oder halogenierte Kohlenwasserstoffe, insbesondere fluorhaltige Kohlenwasserstoffe, als Precursor aufweist. Bei der Verwendung von halogenierten Kohlenwasserstoffen sind die entsprechenden Umweltrichtlinien zu beachten.
  • Dabei kann dann die aufgebrachte Schicht insbesondere einen SiO2-Anteil aufweisen oder aus SiO2 bestehen. Dabei kann die aufgebrachte Schicht z.B. eine mittlere Dicke von weniger als 5 µm, insbesondere von weniger als 3 µm, ganz insbesondere von weniger als 1 µm, aufweisen. Die untere Grenze der Schichtdicke hängt insbesondere von der Spannung bzw. der Potentialdifferenz zwischen zwei Windungen/Spulen und damit vom Spulendesign ab. Im Allgemeinen ist das Erreichen einer durchgehenden Isolierung mit einer Dicke von 1 µm eine Verbesserung im vgl. zu einer Polyamidimide-Isolierung mit min. 5 µm.
  • Durch das Plasma können sehr kleine reaktive Spezies entstehen, so dass hier sehr dichte Schichten, mit einer hohen Quervernetzung abgeschieden werden können. Im Vergleich einer nasschemischen Polymerisation können hier also mit geringeren Schichtdicken ebensogute Schichteigenschaften (z.B. Isolationswirkung) erzielt werden.
  • In einer Ausführungsform erfolgt das Aufbringen der Schicht auf die Oberfläche des Drahtes und / oder die Aktivierung der Oberfläche des Drahtes nach dem Ziehen oder Walzen des Drahtes. Dies ist sinnvoll, da nach dem Ziehen der Draht in der Regel weiterverarbeitet wird.
  • In einer Ausführungsform erfolgt unmittelbar nach der Aufbringung der Schicht auf die Oberfläche des Drahtes und / oder nach der Aktivierung der Oberfläche des Drahtes eine Wärmebehandlung des beschichteten und / oder aktivierten Drahtes. Diese Wärmebehandlung kann aber auch erst nach einem vorbestimmbaren Zeitraum erfolgen.
  • Auch kann unmittelbar nach der Aufbringung der Schicht auf die Oberfläche des Drahtes und / oder nach der Aktivierung der Oberfläche des Drahtes oder nach einem vorbestimmbaren Zeitraum eine Lackschicht auf den Draht aufgebracht werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann unmittelbar nach der Aufbringung der Schicht auf die Oberfläche des Drahtes und / oder nach der Aktivierung der Oberfläche des Drahtes oder nach einem vorbestimmbaren Zeitraum der Draht zu einer Spule gewickelt werden. Gerade für die Anwendung in Spulen, die in supraleitenden Motoren oder Generatoren eingesetzt werden, ist die Oberflächenbehandlung mittels Atmosphärendruck-Plasma eine effiziente Verfahrenswahl.
  • Für eine supraleitende Anwendung kann das Material des Drahtes einen Anteil an MgB2-Supraleitermaterial oder Nb3Sn-Supraleitermaterial aufweisen.
  • Die Herstellung von Draht, der letztlich in einer supraleitenden Vorrichtung eingesetzt werden kann, kann z.B. durch ein powder in tube process oder ein internal magnesium diffusion Verfahren erfolgen.
  • In einer Ausführungsform wird das Atmosphärendruck-Plasma durch eine dielektrische Barriereentladung (DBE) Quelle, insbesondere durch eine Plasmadüse erzeugt (siehe z.B. R. Brandenburg, „Dielectric barrier discharges: progress on plasma sources and on the understanding of regimes and single filaments“, Plasma Sources Sci. Technol., Bd. 26, 2017, CHO, Byeong-Hoon, et al. „The effect ofplasmapolymer coating using atmosphericpressure glow discharge on the shear bond strength of composite resin to ceramic“. Journal of Materials Science, 2011, 46. Jg., Nr. 8, S. 2755-2763, H. Yasuda, „Plasma polymerization“, Orlando, Academic Press, 1985). Dabei ist es sinnvoll, eine homogene Glimmentladung durch eine geeignete Prozessführung einzustellen.
  • In einer Ausführung kann der Draht einen Durchmesser zwischen 0.3 und 2 mm, insbesondere zwischen 0.5 und 1,2 mm, haben.
  • Die Aufgabe wird auch durch eine supraleitende Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 19 und durch eine elektrische Maschine, insbesondere einen Motor oder einen Generator, mit den Merkmalen des Anspruchs 20 gelöst.
  • Wenn ein Luftfahrzeug mindestens eine elektrische Maschine nach dem Anspruch 20 aufweist, so kann sichergestellt werden, dass die Windungen der Spulen besonders dünn und effizient beschichtet sind. Gerade für elektrische Flugzeugantriebe eignen sich Spulenwicklungen mit Drähten, die mit einem Atmosphärendruck-Plasma behandelt wurden.
  • Auch eine Oberflächenbehandlungsvorrichtung für einen Draht mit den Merkmalen des Anspruchs 22 löst die Aufgabe.
  • Dies gilt insbesondere, wenn der Draht durch eine Düsenvorrichtung, insbesondere eine Zweistoffplasmadüse in Form einer Ringdüse, bewegt wird, wobei die Düsenvorrichtung einen Kontaktbereich aufweist, in dem der Draht mit Atmosphärendruck-Plasma in Kontakt kommt.
  • In einer Ausführungsform kann sich dabei der Kontaktbereich um den Umfang des Drahtes herum erstrecken, was eine besondere homogene Oberflächenbehandlung ermöglicht. Der Draht kann dabei gleichzeitig in der Düsenvorrichtung als Elektrode zur Erzeugung des Atmosphärendruck-Plasmas dienen.
  • Auch kann der Draht durch eine Düsenanordnung für das Atmosphärendruck-Plasma bewegbar sein und / oder die Düsenanordnung entlang des Drahtes bewegbar sein, um Relativbewegungen zwischen Draht und Düsenanordnung zu erzeugen. Die Düsenanordnung kann dabei um den Umfang des Drahtes angeordnet sein und das Atmosphärendruck-Plasma kann dabei unter einem Winkel, insbesondere einem Winkel von 90°, auf den Draht aufbringbar sein, was z.B. durch die Ausrichtung von Plasmadüsen (als Teile der Düsenanordnung) auf die Oberfläche Drahtes bewirkt werden kann.
  • Im Zusammenhang mit den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen wird die Erfindung erläutert. Dabei zeigt
    • 1 eine schematische Darstellung des Herstellungsprozesses eines Drahtes aus einem potentiell supraleitendem Material;
    • 2 eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zur Aufbringung einer Beschichtung auf einen Draht aus potentiell supraleitendem Material;
    • 3 eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung zur Aufbringungen einer Beschichtung auf einen Draht aus potentiell supraleitendem Material.
  • In der 1 wird schematisch die Herstellung von Drähten 1 aus MbB2 dargestellt, die anschließend zur Herstellung von supraleitenden Spulen 27 verwendet werden. Das Material MbB2 kann hier als potentiell supraleitend angesehen werden, da die supraleitenden Eigenschaften sich erst später nach einer weiteren Wärmebehandlung einstellen werden. Alternativ ist es auch möglich, dass Nb3Sn als potentiell supraleitendes Material verwendet wird. Es werden, ganz allgemein, runde supraleitende Drähte hergestellt, welche nach dem Verformungsprozess (Ziehen, Walzen) ihre supraleitenden Eigenschaften durch eine Wärmebehandlung (Glühen) erhalten.
  • Ausgangspunkte für die Herstellung des Drahtes 1 können in dem dargestellten Beispiel zwei unterschiedliche Verfahren sein, die an sich grundsätzlich bekannt sind.
  • Bei der Variante „powder-in-tube“ 21 werden Magnesium-Pulver und Bor-Pulver in-situ gemischt oder es wird MgB2 Pulver direkt eingesetzt. Bei der Variante des „internal magnesium diffusion“ Verfahrens 22 wird ein Magnesiumkern von Bor-Pulver umgeben.
  • In beiden Varianten wird ein Rohling für das anschließende Drahtwalzen 23 hergestellt.
  • Anschließend wird aus dem gewalzten Material in einer Drahtziehvorrichtung 24 ein Draht gezogen, der z.B. einen Durchmesser zwischen 0.5 bis 1.2 mm haben kann.
  • In der Folge erfolgt dann eine Oberflächenbehandlung 25, z.B. eine Beschichtung des Drahtes 1 mit einer Isolierschicht, was im Zusammenhang mit den 2 und 3 noch näher beschrieben wird.
  • Nach dem Aufbringen der Isolierschicht wird der Draht 1 einer Wärmebehandlung 26 unterzogen. Durch die Wärmebehandlung 26 kann der Kohlenwasserstoffanteil der SiOxCyHz-Schichten reduziert werden (Nachreaktion). Reaktive Stellen im Schichtverbund werden dadurch reduziert und die Anzahl der kovalenten Bindungen steigt und offene Bindungen werden dadurch geschlossen. Hierdurch entstehen „abreagierte“ Schichten mit einer hohen Quervernetzung. Unter Quervernetzung ist weiterhin zu verstehen, dass Fehlstellen/pinholes reduziert werden.
  • Der wärmebehandelte Draht 1 kann dann bei der Herstellung 27 einer Spule eingesetzt werden. Der Draht 1 wird z.B. in Wicklungen von Motoren oder Generatoren in elektrisch angetrieben Luftfahrzeugen (Flugzeugen, Hubschrauber etc.) verwendet.
  • Grundsätzlich kann die Herstellung des Drahtes 1 gemäß 1 auch im Zusammenhang mit anderen Materialien, die supraleitend, potentiell supraleitend oder auch nicht supraleitend sind (dann allerdings ohne die MgB2 spezifischen Schritte 21, 22), angewandt werden. Es geht hier grundsätzlich um die Oberflächenbehandlung von Drähten.
  • Im Folgenden werden Ausführungsformen für die Beschichtung des Drahtes 1 dargestellt, mit denen insbesondere möglichst dünne Schichten 10, insbesondere elektrische Isolierschichten, hergestellt werden können.
  • Dabei wird ein Atmosphärendruck-Plasmaverfahren (AD-Plasmaverfahren) verwendet, bei dem ein Plasma unter Normaldruckbedingungen (oder fast Normaldruckbedingungen) verwendet wird. Das Atmosphärendruck-Plasma 2 wird somit bei einem Druck um den Normdruck von 101325 Pa erzeugt.
  • Ein wesentlicher Vorteil von Atmosphärendruck-Plasmaverfahren ist, dass für die Bearbeitung eines Werkstückes keine Reaktionskammer, z.B. eine Vakuumkammer, benötigt wird, wie das z.B. bei Niederdruck-Plasmaverfahren der Fall ist.
  • Atmosphärendruck-Plasmen 2 werden durch eine Durchleitung von elektrischen Strom durch ein Gas erzeugt. Da Gase bei atmosphärischem Druck und Temperatur inhärent isolierend wirken, muss eine große Anzahl von geladenen Teilchen erzeugt werden, um diese isolierende Eigenschaft zu überwinden und das Gas leitfähig zu machen.
  • Atmosphärendruck-Plasmen 2 sind typischerweise dielektrische Barriereentladungen (DBD) oder Glimmentladungen (GD), die als nicht-thermische Entladungen charakterisiert sind, die durch das Anlegen von Hochspannungen über kleine Spalte erzeugt werden.
  • Dabei ist es auch möglich, dass eine Abscheidung unter Verwendung von Precursor vorgenommen wird (APPD atmospheric plasma precursor deposition).
  • Durch die Verwendung von molekularen Gasen im Plasma werden reaktive Spezies wie z.B. Ionen, angeregte Moleküle oder freie Radikale erzeugt.
  • Wenn diese Plasmaspezies miteinander und mit einem Substrat, wie hier einem Draht 1, reagieren, erfolgt eine Beschichtung des Substrates.
  • Im Zusammenhang mit den 2 und 3 werden Ausführungsformen für die Oberflächenbehandlung 25, insbesondere das Beschichten von Drähten 1 mit einem Atmosphärendruck-Plasma 2, dargestellt.
  • In der 2 ist in schematischer Weise eine Düsenvorrichtung 3 in Form einer Zweistoffplasmadüse dargestellt. Dabei wird der Draht 1 in Richtung R durch die Düsenvorrichtung 3 bewegt. Konzentrisch um den Draht 1 herum ist ein Ringkanal 6 angeordnet, durch den das Atmosphärendruck-Plasma 2 in Richtung der Drahtbewegung R strömt (in 2 nach unten).
  • Am unteren Ende der Düsenvorrichtung 3 tritt der Draht 1 in einen Kontaktbereich 4 ein, in dem die Außenseite des Drahtes 1 mit dem Atmosphärendruck-Plasma 2 in Berührung kommt. Der Kontaktbereich 4 erstreckt sich ringförmig um den Draht 1 herum, so dass chemische Reaktionen im Atmosphärendruck-Plasma 2 und an der Oberfläche des Drahtes 1 ablaufen können, Damit wird dann eine Schicht 10 auf der Oberfläche des Drahtes abgeschieden. Im Kontaktbereich 4 wird der Draht 1 bei dieser Ausführungsform somit durch das ringförmig anliegende Atmosphärendruck-Plasma 2 bewegt. Der Draht 1 ist bei der Verwendung der Düsenvorrichtung 3 als ein Bestandteil der Elektrode der Plasmaerzeugung ausgebildet, um das Beschichtungsplasma zu erzeugen (Allgemein zur Plasmaerzeugung: BRANDENBURG, Ronny. „Dielectric barrier discharges: progress on plasma sources and on the understanding of regimes and single filaments“. Plasma Sources Science and Technology, 2017, 26. Jg., Nr. 5, S. 053001).
  • Mögliche Freiheitsgrade bzw. Einflussfaktoren bei der Prozessführung sind: die Anregungsfrequenz, der Energieeintrag (Intensität; kontinuierlich oder gepulst), die Art der verwendeten Precursormoleküle und ggf. zusätzlicher Prozessgase, die entsprechenden Volumenströme, die Geschwindigkeit der Relativbewegung und geometrische Einflussgrößen (z.B. Ringdurchmesser).
  • Damit ist eine kontinuierliche und homogene Beschichtung des Drahtes 1 mit einer Schicht 10 möglich.
  • Das Atmosphärendruck-Plasma 2 weist dabei Trägergase / Prozessgase und die Precursor für die chemischen Reaktionen auf.
  • Dabei können insbesondere siliziumhaltige Atmosphärendruck-Plasmaschichten abgeschieden werden. So können z.B. kostengünstige und leicht verarbeitbare Siloxan-Precursor Hexamethyldisiloxan (HMDSO), Octamethylcyclotetrasiloxan (OMCTS), Vinyltrimethoxysilan (VTMS) etc.) eingesetzt werden, um SiOxCyHz-Beschichtungen auf der Oberfläche des Drahtes 1 abzuscheiden, deren CyHz-Bestandteil durch Erhitzen reduziert werden kann, so dass hochvernetzte SiOx-reiche elektrische Isolationsschichten entstehen. Diese glasartigen Beschichtungen sind hochtemperaturstabil und erfüllen die geforderten Isolationseigenschaften für supraleitende Vorrichtungen, z.B. für Motoren oder Generatoren, die insbesondere in Luftfahrzeugen eingesetzt werden.
  • Die Abscheidung eines Materials auf der Oberfläche von Drähten 1 mit diesen Eigenschaften ist mit nasschemischen Verfahren nicht möglich. Zudem muss berücksichtigt werden, dass die Lackschichten nicht hochtemperaturstabil sind.
  • Im bereits erwähnten „Wind and React“-Verfahren könnte ein mit einem Atmosphärendruck-Plasma beschichteter Draht 1 zu einer Spule gewickelt werden (Spulenherstellung 27 in 1). Durch den ohnehin erfolgenden Schritt des Glühens (d.h. der Wärmebehandlung 26 in 1) werden in der dargestellten Ausführungsform die eher schwach vernetzten aufgebrachten Schichten 10 vollständig aushärten. Das vorgeschlagene Prinzip ist ein effizientes Fertigungsverfahren zur Herstellung beschichteter Supraleiter-Spulen mit verbesserten Eigenschaften.
  • Die Anwendung ist dabei nicht auf Beschichtungen von Drähten 1 beschränkt. Mit Hilfe der Ausführungsformen, insbesondere auch der Düsenvorrichtung 3 mit dem Draht 1 als Elektrode, können auch Oberflächenaktivierungen von Drähten 1 vorgenommen werden, so dass nachfolgend beispielsweise Lacke die filigranen Windungen einer gewickelten Spule besser benetzen können.
  • Damit kann eine kostengünstige Lösung (Zweistoffdüse und Plasmagenerator) in-situ ohne aufwändige Prozesstechnik geschaffen werden. Es ist insbesondere eine nahtlose Integration in die bestehenden Herstellungsverfahren „powder-in-tube“ und „internal magnesium diffusion process“ der Supraleiter-Fertigung möglich.
  • Dabei können sehr dünne Plasma-Isolationsschutzschichten abgeschieden werden, wobei insbesondere eine homogene Beschichtungs-/Oberflächenbehandlungswirkung durch die Führung des Drahtes 1 durch die ringförmige Düsenvorrichtung 3 erreicht wird. Da die Schichtdicken dünn sind, liegt auch eine ressourceneffiziente Beschichtung vor, die auf Grund der kostengünstigen Precursor effizient und auch umweltfreundlich herstellbar ist. Auch ist der Oberflächenbehandlungsprozess lösungsmittelfrei.
  • Auch ist nur ein geringer Materialeinsatz erforderlich, da nur geringe Schichtdicken erforderlich sind. Auf Grund der Wärmebehandlung 26 erfolgt eine starke Quervernetzung der Plasmaschichten, was die Abscheidung dickerer Schichten entbehrlich macht.
  • Die dargestellten Ausführungsformen zur Oberflächenbehandlung von Drähten können aber nicht nur zur Beschichtung, sondern auch zur Aktivierung von Drahtoberflächen eingesetzt werden, so dass eine hocheffiziente Oberflächenaktivierung zur verbesserten Isolation der gewickelten Spulen mit Lacken möglich ist.
  • Auch sind die dargestellten Ausführungsformen und Verfahren vollständig automatisierbar.
  • In der in 2 dargestellten Ausführungsform wird der Draht 1 in Richtung R (siehe 2) durch die Düsenvorrichtung 3 bewegt. Es liegt somit eine Relativbewegung zwischen Draht 1 und der Düsenvorrichtung 3 vor. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass die Düsenvorrichtung 3 relativ zum Draht 1 bewegt wird, oder dass der Draht 1 und die Düsenvorrichtung 3 sich beide bewegen. In allen Fällen liegt eine Relativbewegung R zwischen Draht 1 und Düsenvorrichtung 3 vor.
  • In der 3 ist eine weitere Ausführungsform eines Oberflächenbehandlungsverfahrens, hier eines Beschichtungsverfahrens perspektivisch und schematisch dargestellt, bei dem ein Atmosphärendruck-Plasma 2 dazu verwendet wird, einen Draht 1 zu beschichten. Grundsätzlich kann dabei auf die obige Beschreibung Bezug genommen werden.
  • Der Draht 1 wird dabei in Richtung R durch einen Bereich mit drei AD-Plasmadüsen, die eine Düsenanordnung 5 bilden, bewegt, die das Atmosphärendruck-Plasma 2 im Kontaktbereich 4 in Kontakt mit der Oberfläche des Drahtes 1 bringen. Somit besteht hier eine Relativbewegung zwischen Draht 1 und der Düsenanordnung 5.
  • Die Düsenanordnung 5, die hier drei einzelne Plasmadüsen aufweist, ist um den Umfang des Drahtes 1 angeordnet, wobei das Atmosphärendruck-Plasma 2 unter einem Winkel, hier einem Winkel von 90° - also senkrecht - auf den Draht 1 aufgebracht wird. Die drei Plasmadüsen sind hier jeweils um 120° versetzt um den Draht 1 herum angeordnet. Grundsätzlich können auch mehr als drei oder weniger als drei Plasmadüsen verwendet werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Draht aus potentiell supraleitendem Material
    2
    Atmosphärendruck-Plasma
    3
    Düsenvorrichtung für Atmosphärendruck-Plasma (Zweistoffplasmadüse)
    4
    Kontaktbereich
    5
    Düsenanordnung für Atmosphärendruck-Plasma
    6
    Ringkanal für Atmosphärendruck-Plasma
    10
    Schicht
    21
    powder-in-tube Verfahren
    22
    internal magnesium diffusion Verfahren
    23
    Drahtwalzen
    24
    Drahtziehen
    25
    Beschichten des Drahtes
    26
    Wärmebehandlung
    27
    Spulenherstellung
    R
    Richtung der Relativbewegung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102019215019 A1 [0007]

Claims (25)

  1. Verfahren zur Oberflächenbehandlung (25) eines Drahtes (1), insbesondere für eine supraleitende Vorrichtung, insbesondere eine Spule (27), dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbringung einer Schicht (10) auf die Oberfläche des Drahtes (1) und / oder die Aktivierung der Oberfläche des Drahtes (1) durch ein Atmosphärendruckplasma-Verfahren erfolgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbringung der Schicht (10) auf die Oberfläche des Drahtes (1) und / oder die Aktivierung der Oberfläche des Drahtes (1) kontinuierlich erfolgt, wobei zwischen dem Draht (1) und einem Atmosphärendruck-Plasma (2) eine Relativbewegung (R) besteht.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Draht (1) durch eine Düsenvorrichtung (3), insbesondere eine Zweistoffplasmadüse in Form einer Ringdüse, bewegt wird, wobei der Draht (1) in einem Kontaktbereich (4) mit dem Atmosphärendruck-Plasma (2) in Kontakt kommt.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Kontaktbereich (4) um den Umfang des Drahtes (1) herum erstreckt.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Draht (1) in der Düsenvorrichtung (3) als Elektrode zur Erzeugung des Atmosphärendruck-Plasmas (2) dient.
  6. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass der Draht (1) durch eine Düsenanordnung (5) für das Atmosphärendruck-Plasma (2) bewegt wird und / oder sich die Düsenanordnung entlang des Drahtes (1) bewegt, wobei die Düsenanordnung (5) um den Umfang des Drahtes (1) angeordnet ist und das Atmosphärendruck-Plasma (2) unter einem Winkel, insbesondere einem Winkel von 90°, auf den Draht (1) aufgebracht wird.
  7. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Atmosphärendruck-Plasma (2) mindestens einen Precursor aufweist.
  8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Atmosphären-Plasma (2) mindestens einen Anteil an SiOxCyHz und / oder halogenierte Kohlenwasserstoffe, insbesondere fluorhaltige Kohlenwasserstoffe, als Precursor aufweist. als Precursor aufweist.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die aufgebrachte Schicht (10) einen SiO2 Anteil aufweist oder aus SiO2 besteht.
  10. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aufgebrachte Schicht (10) eine mittlere Dicke von weniger als 5 µm, insbesondere von weniger als 3 µm, ganz insbesondere von weniger als 1 µm, aufweist.
  11. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Aufbringen der Schicht (10) auf die Oberfläche des Drahtes (1) und / oder die Aktivierung der Oberfläche des Drahtes (1) nach dem Ziehen oder Walzen des Drahtes (1) erfolgt.
  12. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar nach der Aufbringung der Schicht (10) auf die Oberfläche des Drahtes (1) und / oder nach der Aktivierung der Oberfläche des Drahtes (1) oder nach einem vorbestimmbaren Zeitraum eine Wärmebehandlung des beschichteten und / oder aktivierten Drahtes (1) erfolgt.
  13. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar nach der Aufbringung der Schicht (10) auf die Oberfläche des Drahtes (1) und / oder nach der Aktivierung der Oberfläche des Drahtes (1) oder nach einem vorbestimmbaren Zeitraum eine Lackschicht auf den Draht (1) aufgebracht wird.
  14. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar nach der Aufbringung der Schicht (10) auf die Oberfläche des Drahtes (1) und / oder nach der Aktivierung der Oberfläche des Drahtes (1) oder nach einem vorbestimmbaren Zeitraum der Draht (1) zu einer Spule gewickelt wird.
  15. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Drahtes (1) einen Anteil an MgB2-Supraleitermaterial oder Nb3Sn-Supraleitermaterial aufweist.
  16. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Draht (1) durch ein powder in tube process (21) oder ein internal magnesium Diffusion (22) Verfahren hergestellt wird.
  17. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Atmosphärendruck-Plasma (2) durch eine dielektrische Barriereentladung (DBE) Quelle, insbesondere durch eine Plasmadüse erzeugt wird.
  18. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Draht (1) einen Durchmesser zwischen 0.3 und 2 mm, insbesondere zwischen 0.5 und 1,2 mm, hat.
  19. Supraleitende Vorrichtung, insbesondere eine Spule, hergestellt mit einem Draht (1), hergestellt nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche.
  20. Elektrische Maschine, insbesondere ein Motor oder ein Generator, mit mindestens einer supraleitenden Spule nach Anspruch 19.
  21. Luftfahrzeug mit mindestens einer elektrischen Maschine nach dem Anspruch 20.
  22. Oberflächenbehandlungsvorrichtung für einen Draht, dadurch gekennzeichnet, dass ein Draht (1) durch eine Düsenvorrichtung (3), insbesondere eine Zweistoffplasmadüse in Form einer Ringdüse, bewegt wird, wobei die Düsenvorrichtung (3) einen Kontaktbereich (4) aufweist, in dem der Draht (1) mit Atmosphärendruck-Plasma (2) in Kontakt kommt.
  23. Oberflächenbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Kontaktbereich (4) um den Umfang des Drahtes (1) herum erstreckt.
  24. Oberflächenbehandlungsvorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Draht (1) in der Düsenvorrichtung (3) als Elektrode zur Erzeugung des Atmosphärendruck-Plasmas (2) dient.
  25. Oberflächenbehandlungsvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Draht (1) durch eine Düsenanordnung (5) für das Atmosphärendruck-Plasma (2) bewegbar ist und / oder die Düsenanordnung entlang des Drahtes (1) bewegbar ist, wobei die Düsenanordnung (5) um den Umfang des Drahtes (1) angeordnet ist und das Atmosphärendruck-Plasma (2) unter einem Winkel, insbesondere einem Winkel von 90°, auf den Draht (1) aufbringbar ist.
DE102021118156.9A 2021-07-14 2021-07-14 Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines Drahtes, eine supraleitende Vorrichtung, eine elektrische Maschine, ein Luftfahrzeug und eine Oberflächenbehandlungsvorrichtung Withdrawn DE102021118156A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021118156.9A DE102021118156A1 (de) 2021-07-14 2021-07-14 Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines Drahtes, eine supraleitende Vorrichtung, eine elektrische Maschine, ein Luftfahrzeug und eine Oberflächenbehandlungsvorrichtung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021118156.9A DE102021118156A1 (de) 2021-07-14 2021-07-14 Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines Drahtes, eine supraleitende Vorrichtung, eine elektrische Maschine, ein Luftfahrzeug und eine Oberflächenbehandlungsvorrichtung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102021118156A1 true DE102021118156A1 (de) 2023-01-19

Family

ID=84546764

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102021118156.9A Withdrawn DE102021118156A1 (de) 2021-07-14 2021-07-14 Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines Drahtes, eine supraleitende Vorrichtung, eine elektrische Maschine, ein Luftfahrzeug und eine Oberflächenbehandlungsvorrichtung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102021118156A1 (de)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11222530A (ja) 1998-02-06 1999-08-17 Nitto Denko Corp フッ素樹脂被覆金属線の製造方法
DE60116522T2 (de) 2000-11-10 2006-08-03 Apit Corp. Sa Verfahren zur behandlung von elektrisch leitfähigen materialien durch atmosphärisches plasma und vorrichtung dazu
DE102007039645A1 (de) 2006-09-08 2008-03-27 Innovent E.V. Technologieentwicklung Verfahren und Vorrichtungen zur Beschichtung und/oder Modifizierung von Drähten, Fasern oder deren Verbunden
EP2420582A2 (de) 2009-04-14 2012-02-22 Dawonsys Co., Ltd. Oberflächenbehandlungsvorrichtung und -verfahren anhand von plasma
DE102012104224A1 (de) 2012-05-15 2013-11-21 Plasmatreat Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Behandlung eines Drahts aus leitfähigem Material
DE102019215019A1 (de) 2019-09-30 2021-04-01 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Verfahren zur Fertigung einer isolierten supraleitenden Spule, isolierte supraleitende Spule, elektrische Maschine und hybridelektrisches Luftfahrzeug

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11222530A (ja) 1998-02-06 1999-08-17 Nitto Denko Corp フッ素樹脂被覆金属線の製造方法
DE60116522T2 (de) 2000-11-10 2006-08-03 Apit Corp. Sa Verfahren zur behandlung von elektrisch leitfähigen materialien durch atmosphärisches plasma und vorrichtung dazu
DE102007039645A1 (de) 2006-09-08 2008-03-27 Innovent E.V. Technologieentwicklung Verfahren und Vorrichtungen zur Beschichtung und/oder Modifizierung von Drähten, Fasern oder deren Verbunden
EP2420582A2 (de) 2009-04-14 2012-02-22 Dawonsys Co., Ltd. Oberflächenbehandlungsvorrichtung und -verfahren anhand von plasma
DE102012104224A1 (de) 2012-05-15 2013-11-21 Plasmatreat Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Behandlung eines Drahts aus leitfähigem Material
DE102019215019A1 (de) 2019-09-30 2021-04-01 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Verfahren zur Fertigung einer isolierten supraleitenden Spule, isolierte supraleitende Spule, elektrische Maschine und hybridelektrisches Luftfahrzeug

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3708717C2 (de)
EP3005415B1 (de) Haltevorrichtung, verfahren zu deren herstellung und verwendung derselben
EP2596151B1 (de) Verfahren und anordnung zur herstellung von supraleitenden magnesiumdiboridschichten auf substraten
DE112017001370T5 (de) Plasmaerzeugungsvorrichtung
DE102013111442A1 (de) Mehrfachbeschichteter anodisierter Draht und Verfahren zu seiner Herstellung
DE2227751B2 (de) Elektrischer Kondensator und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102008024504A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Kaltgasspritzen
EP2333133A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer mehrlagigen Spule
EP0381109A2 (de) Feuchtesperre für organische Dielektrika
EP1955364A1 (de) Verfahren zur erzeugung einer mehrzahl regelmässig angeordneter nanoverbindungen auf einem substrat
DE102021118156A1 (de) Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines Drahtes, eine supraleitende Vorrichtung, eine elektrische Maschine, ein Luftfahrzeug und eine Oberflächenbehandlungsvorrichtung
DE102004011567A1 (de) Haftfester Verbund und Verfahren zur Herstellung
EP3200931B1 (de) Verbund aus substrat, plasmapolymerer schicht, mischschicht und deckschicht
EP3523684A1 (de) Multilayer-spiegel zur reflexion von euv-strahlung und verfahren zu dessen herstellung
DE2155217A1 (de) Verfahren zur herstellung dielektrischer und/oder photoleitfaehiger schichten fuer den elektrostatischen druck bzw. elektrophotographie
EP0381110A1 (de) Schutzschicht für elektroaktive Passivierschichten
DE102019215019A1 (de) Verfahren zur Fertigung einer isolierten supraleitenden Spule, isolierte supraleitende Spule, elektrische Maschine und hybridelektrisches Luftfahrzeug
DE69405109T2 (de) Verfahren zur herstellung eines kondensators
DE102009053987A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer mehrlagigen Spule
WO1989008332A1 (en) Process and device for depositing layers of a high-temperature superconducting material on substrates
EP0264699A2 (de) Verfahren zum Herstellen von Schutzschichten auf magnetischen Datenträgern und durch das Verfahren hergestellter Datenträger
EP2469547A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Abschirmung
DE3806174A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum aufbringen von schichten aus hochtemperatur-supraleitendem material auf substrate
DE4103959A1 (de) Verfahren zur herstellung von beschichteten werkstuecken
DE102015215483A1 (de) Plasmabeschichtungsverfahren für Kohlenstofffasern, Vorrichtung dazu und plasmabeschichtete Kohlenstofffasern

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R082 Change of representative
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee