DE10216927B4 - Process for the preparation of superconductors and superconductors - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Herstellung von Supraleitern aus einem keramischen, sinterfähigen und bei der thermischen Sinterung zur Bildung supraleitender Filamente geeigneten Precursor, der für die Herstellung in einen Mantel aus normalleitendem, insbesondere Silber oder eine Silberlegierung enthaltenden Material eingeschlossen wird und im Mantel eingeschlossen mittels wenigstens eines querschnittsvermindernden Verformungsschrittes im wesentlichen den gewünschten Leiterquerschnitt erhält, wobei ein Supraleiter mit bandförmigem Leiterquerschnitt hergestellt wird und nach dem Verformungsschritt wenigstens ein Teil des Mantels aus normalleitendem Material in einem Nachbehandlungsschritt entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß im Nachbehandlungsschritt an den Längsseiten der Mantel (3) und die Matrix (2, 3) zusammen mit einigen gesinterten, supraleitenden Filamenten (1', 1'') durch ein Schleifverfahren in Randstreifen partiell entfernt wird.method for the production of superconductors from a ceramic, sinterable and in thermal sintering to form superconducting filaments suitable precursor suitable for the production in a coat of normalleitendem, in particular Silver or a silver alloy containing material is included and enclosed in the shell by means of at least one cross-section reducing Deforming step essentially receives the desired conductor cross-section, wherein a superconductor with band-shaped Conductor cross section is produced and after the deformation step at least a part of the shell of normal conducting material in one Aftertreatment step is removed, characterized in that in the post-treatment step on the long sides the jacket (3) and the matrix (2, 3) together with some sintered, superconducting filaments (1 ', 1' ') by a grinding process in Edge strip is partially removed.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Supraleitern aus einem keramischen, sinterfähigen und bei der thermischen Sinterung zur Bildung supraleitender Filamente geeigneten Precursor, der für die Herstellung in einen Mantel aus normalleitendem Material, der insbesondere aus Silber oder einer Silberlegierung besteht, eingeschlossen wird und im Mantel eingeschlossen mittels wenigstens eines querschnittsvermindernden Verformungsschrittes im wesentlichen den gewünschten Leiterquerschnitt erhält, wobei ein Supraleiter mit bandförmigem Leiterquerschnitt hergestellt wird und nach dem Verformungsschritt wenigstens ein Teil des Mantels aus normalleitendem Material in einem Nachbehandlungsschritt entfernt wird. Die Erfindung betrifft auch einen Supraleiter auf Basis eines keramischen, sinterfähigen und bei der thermischen Sinterung supraleitende Filamente bildenden Precursormaterials.The The invention relates to a process for the preparation of superconductors made of a ceramic, sinterable and in the thermal sintering to form superconducting filaments suitable precursor suitable for the production in a coat of normal conducting material, the is in particular made of silver or a silver alloy is included and enclosed in the shell by means of at least one cross-section reducing Deforming step essentially receives the desired conductor cross-section, wherein a superconductor with band-shaped Conductor cross section is produced and after the deformation step at least a part of the jacket of normal conducting material in a post-treatment step is removed. The invention relates also a superconductor based on a ceramic, sinterable and forming superconducting filaments during thermal sintering Precursor material.
Ein in Fachkreisen als "Pulver-im-Rohr-Technik" (PIR) bezeichnetes Verfahren zur Herstellung von Tief- und Hochtemperatur-Supraleitern, bei welchen das Vormaterial bzw. Precursormaterial für die supraleitenden Phasen keramischer Natur ist und wegen seiner Sprödheit in einen duktilen und damit biegefähigen und verformbaren Mantel aus normalleitendem Material für nachfolgende Kaltverformungsschritte, insbesondere Kaltziehvorgänge, eingeschlossen wird, wurde in den sechziger Jahren entwickelt und erstmals in der DE-AS 12 57 436 vorgeschlagen. Anfänglich wurde hierbei als Precursormaterial eine Verbindung aus Niob und Zinn (Nb3Sn) vorgeschlagen, die supraleitende Eigenschaften bei kritischen Temperaturen von etwa 18° Kelvin versprach und deren Endprodukt in der einschlägigen Fachliteratur als Tieftemperatur-Supraleiter bezeichnet wird.A process known in the art as "powder-in-pipe" (PIR) technology for producing low and high temperature superconductors in which the precursor material for the superconducting phases is ceramic in nature and, due to its brittleness, into a ductile and high temperature superconductor thus bendable and deformable shell of normal conductive material for subsequent cold forming steps, especially cold drawing operations, is included, was developed in the sixties and proposed for the first time in DE-AS 12 57 436. Initially this was proposed as a precursor a compound of niobium and tin (Nb 3 Sn), promising the superconducting properties at critical temperatures of about 18 ° Kelvin and its final superconductor low temperature is referred to in the relevant technical literature.
In den neunziger Jahren wurden supraleitende oxydkeramische Materialien entdeckt, die bei kritischen Temperaturen von über 77K supraleitende Eigenschaften zeigen, hierdurch eine Stickstoff-Kühltechnik erlauben und im allgemeinen als Hochtemperatur-Supraleiter bezeichnet werden. Unter derartige oxydkeramische Precursor fallen insbesondere Cuprate spezieller metalloxydischer Stoffsysteme wie z.B. der Typen Y-Ba-Cu-O, Bi-Sr-Ca-Cu-O oder (Bi,Pb)-Sr-Ca-Cu-O. Um auch bei diesen oxydkeramischen Precursoren langgestreckte Supraleiter in Draht- oder Bandform herzustellen, werden die Precursoren nach der PIR-Technik in einen Mantel (Hülse) aus normalleitendem, duktilem Material, insbesondere in einen Mantel aus Ag oder einer Ag-Legierung, eingeschlossen, und mehreren querschnittsvermindernden Verformungsschritten unterzogen. Als querschnittsvermindernde Verformungsschritte werden insbesondere Ziehen, Pressen, Strangpressen und Walzen der gefüllten Hülsen eingesetzt, wobei einer Versprödung des Mantels durch Weichglühschritte bei Temperaturen zwischen 300 und 500°C an Luft oder in anderer Gasatmosphäre entgegengewirkt werden kann. Die supraleitenden Filamente im keramischen Precursormaterial bilden sich erst während eines oder mehreren abschließenden thermischen Sinterschritts/e mit einer Dauer je nach verwendetem Precursormaterial zwischen 10 h und 150 h oder mehr und bei Temperaturen oberhalb von 800°C aus.In In the nineties, superconductive oxide ceramic materials were used discovered that at critical temperatures of over 77K superconducting properties show, thereby allowing a nitrogen cooling technique and in general be referred to as high-temperature superconductor. Under such oxydceramic Precurs fall in particular Cuprate special metalloxydischer Fabric systems such as e.g. of the types Y-Ba-Cu-O, Bi-Sr-Ca-Cu-O or (Bi, Pb) -Sr-Ca-Cu-O. To even with these oxide ceramic precursors elongated superconductors produce in wire or tape form, the precursors after the PIR technique in a jacket (sleeve) made of normally conductive, ductile Material, in particular in a shell of Ag or an Ag alloy, included, and several cross-section reducing deformation steps subjected. As cross-section reducing deformation steps in particular drawing, pressing, extrusion and rolling of the filled sleeves, being an embrittlement of the jacket by soft annealing steps counteracted at temperatures between 300 and 500 ° C in air or in other gas atmosphere can be. The superconducting filaments in the ceramic precursor material form only during one or more final ones thermal sintering step / s with a duration depending on the used Precursor material between 10 h and 150 h or more and at temperatures above 800 ° C out.
Eine Übersicht über bekannte
Herstellverfahren für
Hochtemperatur-Supraleitern kann der
Aus
der
Aus der WO 00/38251 ist es bekannt, einen Supraleiter aus Mehrstoffoxid-Keramik nach der PIR-Technik herzustellen. Zuerst werden Einzeldrähte in einem ggf. von einem Kupferrohr umgebenen Silberrohr hergestellt und zu einem Draht verformt.Out WO 00/38251 it is known, a superconductor of multi-oxide ceramic to produce according to the PIR technique. First, single wires are in one possibly made of a copper tube surrounded silver tube and to deformed a wire.
Vor dem Verfüllen dieser Einzeldrähte in ein Silberrohr, das vom einem Kupferrohr umgeben ist, muß die Kupferumhüllung der Einzeldrähte durch ein Ätzverfahren entfernt werden. Anschließend wird der Multifilamentleiter zu einem Bandleiter umgeformt und das umhüllende Kupferrohr wird vor dem Wärmebehandlungsschritt durch Ätzen entfernt.In front the backfilling these individual wires in a silver tube surrounded by a copper tube, the copper cladding of the individual wires by an etching process be removed. Subsequently the multifilament conductor is formed into a ribbon conductor and the enveloping Copper pipe is before the heat treatment step by etching away.
Ein
gattungsgemäßes Verfahren,
bei dem ein Supraleiter mit bandförmigem Leiterquerschnitt hergestellt
und in einem anschließenden
Nachbehandlungsschritt durch Schneiden in eine Vielzahl von Multifilamentleitern
aufgeteilt wird, ist aus der
Für eine breitere Anwendung von Supraleitern wird eine möglichst hohe und wirtschaftlichere Stromtragfähigkeit über den Leiterquerschnitt gefordert.For a wider one Application of superconductors is the highest possible and more economical current carrying capacity over the Conductor cross section required.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren vorzuschlagen, mit welchem die Ingenieurstromdichte Jcing eines Supraleiters auf einfache Weise weiter erhöht und gegebenenfalls die Herstellkosten für den Supraleiter signifikant gesenkt werden können. Aufgabe der Erfindung ist es ferner, einen entsprechenden Supraleiter zu schaffen, dessen Ingenieurstromdichte gegenüber solchen, nach bisher bekannten Verfahren hergestellten Supraleitern höher ist und der in der Gesamtbilanz kostengünstiger als herkömmliche Supraleiter herstellbar ist.The object of the invention is to propose a method by which the engineering current density J cing of a superconductor can be further increased in a simple manner and, if appropriate, the production costs for the superconductor can be significantly reduced. The object of the invention is also to provide a corresponding superconductor whose engineering current density is higher compared to such superconductors produced by previously known methods and which is cheaper to produce in the overall balance than conventional superconductors.
Diese Aufgabe wird in ihrem verfahrensmäßigen Aspekt durch die in Anspruch 1 und hinsichtlich des Supraleiters durch die in Anspruch 14 angegebene Erfindung gelöst.These Task is in its procedural aspect by the claim 1 and in terms of the superconductor by the specified in claim 14 Invention solved.
Zur Erhöhung der Ingenieurstromdichte Jcing im Supraleiter ist erfindungsgemäß vorgesehen, nach dem Verformungsschritt wenigstens einen Teil des Mantels aus normalleitendem Material durch einen Nachbehandlungsschritt zu entfernen. Im Nachbehandlungsschritt werden an den Längsseiten der Mantel und die Matrix zusammen mit einigen gesinterten, supraleitenden Filamenten in Randstreifen entfernt und im Nachbehandlungsschritt wird ein Schleifverfahren eingesetzt. Untersuchungen an Supraleitern haben gezeigt, daß die Stromdichte über den Leiterquerschnitt eines Bandleiter nicht konstant ist sondern im wesentlichen entsprechend einer Gaus'schen Verteilung von der Leitermitte zum Leiterrand abnimmt. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird mithin der Anteil der nicht supraleitenden Bereiche bzw. der schlecht supraleitenden Bereiche durch einen zusätzlichen Bearbeitungsschritt beim Herstellungsverfahren reduziert, um durch das partielle Entfernen des normalleitendem Mantelmaterials die Stromtragfähigkeit über die Gesamtfläche des Supraleiters zu erhöhen. Das Verfahren läßt sich vorzugsweise derart ausgestalten, daß beim Abschneiden der Randstreifen nicht nur die Matrix aus Ag, sondern auch einige wenige am Rand befindliche gesinterte, supraleitende Filamente entfernt werden. Die Erfindung nutzt die Erkenntnis, daß die duktile, u.a. auch den Mantel bildende Matrix z.B. aus Silber oder einer Silberlegierung zwar für den Produktionsprozess während der querschnittsvermindernden Verformungsschritte vorteilhaft und notwendig ist, daß jedoch dieser Mantel in der sich an den Produktionsprozess anschließenden Verwendung der Supraleiter nicht mehr dem Anforderungsprofil genügt. Erfindungsgemäß wird der Mantel bzw. ein Teilbereich der Matrix daher zumindest partiell entfernt. In Bezug auf die Herstellkosten wirkt sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren besonders vorteilhaft aus, daß beim Nachbehandlungsschritt im Material wert vergleichsweise wertvolle Materialien entfernt und mithin wiedergewonnen werden können, so daß die Gesamtkosten für die Herstellung von Supraleitern trotz des zusätzlichen Verfahrensschrittes aufgrund des Materialrückflusses in den Produktionsprozess sinken können. Ein entsprechend nachbehandelter und im Anteil an normalleitendem Material reduzierter Supraleiter bietet den weiteren Vorteil, daß durch die Verringerung der normalleitenden Anteile am Leiterquerschnitt der Gesamtwiderstand des Supraleiters unterhalb der kritischen Sprungtemperaturen wesentlich höher ist und dies die Verwendung des Supraleiters in supraleitenden Stromschaltern und/oder – Begrenzern ermöglicht. Außerdem wird der Wechselstromwiderstand durch die Reduktion des normalleitendem Anteils am Drahtquerschnitt erhöht, so daß der erfindungsgemäße Supraleiter bessere Wechselstromeigenschaften als ein nach konventionellen Herstellverfahren hergestellter Supraleiter zeigt. Im Nachbehandlungsschritt werden an den Längsseiten der Mantel und die Matrix zusammen mit einigen gesinterten, supraleitenden Filamenten in Randstreifen entfernt und im Nachbehandlungsschritt wird ein Schleifverfahren eingesetzt.To increase the engineering current density J cing in the superconductor is provided according to the invention, after the deformation step to remove at least a portion of the shell of normal conductive material by a post-treatment step. In the aftertreatment step, the cladding and the matrix along with some sintered, superconducting filaments are removed on the longitudinal sides into edge strips, and a grinding process is used in the after-treatment step. Investigations on superconductors have shown that the current density over the conductor cross-section of a strip conductor is not constant but decreases essentially in accordance with a Gaussian distribution from the conductor center to the conductor edge. According to the method of the invention, therefore, the proportion of non-superconducting regions or the poorly superconducting regions is reduced by an additional processing step in the manufacturing process in order to increase the current carrying capacity over the total surface area of the superconductor by partially removing the normally conducting cladding material. The method can preferably be designed in such a way that not only the matrix of Ag but also a few peripheral sintered superconducting filaments are removed when the edge strips are cut off. The invention makes use of the knowledge that the ductile, including the mantle forming matrix, for example of silver or a silver alloy for the production process during the cross-section reducing deformation steps is advantageous and necessary, but that this coat in the subsequent use of the superconductor to the production process not more meets the requirement profile. According to the invention, the jacket or a partial region of the matrix is therefore at least partially removed. With regard to the production costs, it is particularly advantageous in the method according to the invention that comparatively valuable materials can be removed during the post-treatment step and thus recovered, so that the total costs for the production of superconductors despite the additional process step due to the material backflow into the production process can sink. A correspondingly aftertreated and reduced in proportion of normal conductive material superconductor offers the further advantage that the total resistance of the superconductor below the critical critical temperatures is significantly higher by reducing the normal conducting components of the conductor cross-section and this is the use of the superconductor in superconducting power switches and / or limiters allows. In addition, the AC resistance is increased by the reduction of the normal-conducting portion at the wire cross section, so that the superconductor of the present invention exhibits better AC characteristics than a superconductor produced by a conventional manufacturing method. In the aftertreatment step, the cladding and the matrix along with some sintered, superconducting filaments are removed on the longitudinal sides into edge strips, and a grinding process is used in the after-treatment step.
Beim Nachbehandlungsschritt können verschiedene Verfahren eingesetzt werden. Zusätzlich kann als Nachbehandlungsschritt ein nur den Mantel oder den Mantel zusammen mit supraleitenden Filamenten partiell entfernendes mechanisches Verfahren eingesetzt werden. Als mechanische Verfahren im Nachbehandlungsschritt können insbesondere Schneidverfahren wie Wasserstrahlschneiden, Schneiden mit Schneidmessern oder vorzugsweise ein Laserstrahlschneiden eingesetzt werden. Beim Wasserstrahlschneiden können, wie an sich bekannt, zur Verbesserung der Schneidleistung abrasive Zusätze verwendet werden. Das Laserstrahlschneiden bietet den besonderen Vorteil, daß die Wellenlänge des Lasers auf das für den Mantel verwendete Material abgestimmt werden kann, insbesondere auf die Oberfläche des Mantels abgestimmt werden kann. In Abhängigkeit von dem für den Mantel verwendeten Silber bzw. der Silberlegierung wird vorzugsweise ein im grünen Farbspektrum emittierender Laser mit einer Wellenlänge von etwa 700 Nanometern eingesetzt. Ein Schneidverfahren als Nachbehandlungsschritt, wie z.B. das Laserstrahlschweißen, bietet sich insbesondere bei der Herstellung von Supraleiter mit bandförmigem Leiterquerschnitt an, da dann an den Längsseiten des Bandleiters Randstreifen kontinuierlich abgeschnitten werden können. Ein vorteilhafter Nebenaspekt hierbei ist, daß nach dem Abschneiden der Streifen der Supraleiter eine über die gesamte Leiterlänge gleichmäßige Breite aufweist.In the post-treatment step, various methods can be used. In addition, as a post-treatment step, one can only coat or the shell can be used with superconducting filaments partially removing mechanical method. In particular, cutting methods such as water jet cutting, cutting with cutting blades or preferably laser beam cutting can be used as mechanical methods in the after-treatment step. When water jet cutting, as known per se, abrasive additives can be used to improve the cutting performance. The laser beam cutting has the particular advantage that the wavelength of the laser can be matched to the material used for the jacket, in particular to the surface of the shell can be tuned. Depending on the silver used for the cladding or the silver alloy, a laser emitting in the green color spectrum with a wavelength of approximately 700 nanometers is preferably used. A cutting process as a post-treatment step, such as laser beam welding, is particularly suitable for the production of superconductors with band-shaped conductor cross-section, since then edge strips can be cut continuously on the longitudinal sides of the stripline. An advantageous secondary aspect here is that, after cutting off the strips, the superconductor has a uniform width over the entire conductor length.
Bei der Anwendung eines Schneidverfahrens als zusätzlicher Nachbehandlungsschritt hat sich überraschend herausgestellt, daß durch Entfernen der Filamente in den schlechter leitenden Randstreifen eine überproportionale Steigerung der Ingenieurstromdichte eintritt, die trotz der Verringerung der Stromtragfähigkeit in der späteren Anwendung des Supraleiters erhebliche Vorteile bietet.at the use of a cutting process as an additional post-treatment step has been surprising exposed that through Remove the filaments in the less conductive edge strips a disproportionate Increase in engineering power density occurs, despite the reduction of ampacity in the later Application of the superconductor offers significant advantages.
Als Nachbehandlungsschritt können zusätzlich zu dem mechanischen Schleifen auch Polieren od.dgl. oder Kombinationen der vorgenannten Verfahren eingesetzt werden, um den normalleitenden Mantel weitestgehend zu entfernen und um die Ingenieurstromdichte durch Entfernen der Randstreifen zusätzlich zu steigern. Hierzu eignet sich auch ein chemisches Abtragen wie insbesondere Ätzen und/oder ein elektrochemisches Abtragen wie insbesondere Elektropolieren. Beide Verfahren können ohne großen verfahrenstechnischen und maschinellen Aufwand in das Herstellungsverfahren integriert werden, insbesondere dem thermischen Sinterschritt nachgeschaltet werden, in dem z.B. der fertige Supraleiter durch ein Durchlaufbad mit geeignetem Ätzmittel gezogen wird oder ein Durchlaufbad oder eine Charge eines für das Elektropolieren geeigneten Elektrolyten bei gleichzeitiger Beaufschlagung mit auf das Material bzw. die Legierung des Mantels angepasster Stromdichte durchläuft. Sowohl beim rein chemischen als auch beim elektrochemischen Abtragen wird der fertige Sup raleiter auf schonende Weise in seinem Gesamtquerschnitt reduziert, so daß die im Kern des Supraleiters ausgebildeten supraleitenden Filamente durch den Nachbehandlungsschritt nicht beeinflusst werden. Um das Verfahren zu optimieren, kann auch eine Kombination von chemischem und elektrochemischem Abtragen eingesetzt werden. Das Abtragen kann desweiteren auch durch Anwendung bzw. Ausnutzung von Ultraschall erfolgen.When Post-treatment step can additionally to the mechanical grinding or polishing or the like. or combinations the aforementioned method are used to the normal-conducting jacket remove as much as possible and around the engineering current density Removing the edge strips in addition to increase. For this purpose, a chemical removal is also suitable in particular etching and / or an electrochemical removal such as in particular electropolishing. Both methods can be done without huge procedural and mechanical effort in the manufacturing process be integrated, in particular the thermal sintering step downstream in which e.g. the finished superconductor through a continuous bath with a suitable etchant is drawn or a continuous bath or a batch of one for electropolishing suitable electrolyte with simultaneous exposure to on the material or the alloy of the jacket matched current density passes. Both for purely chemical and electrochemical removal The finished Sup raleiter is gently in its overall cross-section reduced, so that the formed in the core of the superconductor superconducting filaments not affected by the post-treatment step. To that Process optimization can also be a combination of chemical and electrochemical ablation are used. The ablation can furthermore also by application or utilization of ultrasound respectively.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich besonders vorteilhaft mit keramischen Precursoren durchführen, die Wismut (Bi) enthalten und/oder die aus einem Mischoxyd mit den Elementen (Pi,Pb)-Sr-Ca-Cu-O bestehen. Ferner ist das erfindungsgemäße Verfahren besonders vorteilhaft einsetzbar, wenn ein Supraleiter mit bandförmigem Leiterquerschnitt hergestellt wird und der Nachbehandlungsschritt nach dem Abschluß aller Verformungsschritte durchgeführt wird, d.h. wenn der Bandleiter bereits flach gewalzt ist und im wesentlichen den bandförmigen Querschnitt erhalten hat. Der Nachbehandlungsschritt kann vor dem thermischen Sintern erfolgen, wobei jedoch bevorzugt wird, wenn das thermische Sintern vor dem Nachbehandlungsschritt erfolgt, d.h. die normalleitende Matrix am fertigen, supraleitende Eigenschaften aufweisenden Supraleiter entfernt wird. Insbesondere bevorzugt wird dann ein Verfahren, bei welchem der im Nachbehandlungsschritt entfernte Mantel durch eine Beschichtung oder Umhüllung mit einem anderen Material, welches eine größere Festigkeit als der ursprüngliche, im Nachbehandlungsschritt entfernte Mantel aus Silber oder einer Silberlegierung hat, ersetzt wird, so daß bei der Verwendung der erfindungsgemäß hergestellten Supraleiter diese neue Hülle oder Umhüllung alleine die mechanischen, auf den Supraleiter einwirkenden Kräfte aufnimmt. Besonders günstig ist, wenn die Dicke der Beschichtung oder Umhüllung geringer ist als die Dicke des Mantels nach dem letzten Verformungsschritt, so daß durch die Beschichtung oder Umhüllung die Ingenieurstromdichte nicht wieder verringert wird.The inventive method can be special perform advantageous with ceramic precursors containing bismuth (Bi) and / or from a mixed oxide with the elements (Pi, Pb) -Sr-Ca-Cu-O consist. Furthermore, the method according to the invention is particularly advantageous can be used when a superconductor made with band-shaped conductor cross-section and the post-treatment step after the completion of all Deformation steps performed is, i. when the stripline is already rolled flat and in essentially the band-shaped Cross section has received. The post-treatment step may be before the thermal sintering, but is preferred if the thermal sintering takes place before the after-treatment step, i. the normal conducting matrix on the finished, superconducting properties having removed superconductor. Particularly preferred then a method in which the removed in the post-treatment step Coat by coating or wrapping with another material, which gives greater strength as the original, in the post-treatment step removed coat of silver or a Silver alloy has, is replaced, so that when using the invention Superconductor this new shell or serving alone absorbs the mechanical forces acting on the superconductor. Very cheap is when the thickness of the coating or cladding is less than that Thickness of the shell after the last deformation step, so that the coating or coating the engineering current density is not reduced again.
Die vorgenannte Aufgabe wird auch durch einen Supraleiter auf Basis eines keramischen, sinterfähigen und bei der thermischen Sinterung supraleitende Filamente bildenden Precursormaterials gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, daß die Matrix des Supraleiters, die zur Durchführung wenigstens eines querschnittsvermindernden Verformungsschrittes bei der Herstellung des Supraleiters einen Mantel aus normalleitendem Silber oder einer Silberlegierung hat, zumindest partiell durch einen ins mechanischen Nachbehandlungsschritt abgetragen oder entfernt ist. Für den Nachbehandlungsschritt wird das Schleifen eingesetzt. Der Supraleiter, der einen bandförmigen Leiterquerschnitt hat, ist mit vorzugsweise abgeätzten oder elektropolierten Querseiten versehen ist. Hinsichtlich der supraleitenden Eigenschaften ist besonders vorteilhaft, wenn die supraleitenden Filamente Wismut (Bi) enthalten oder aus einem Mischoxyd mit den Elementen (Bi,Pb)-Sr-Ca-Cu-O bestehen.The above object is also achieved by a superconductor based on a ceramic, sinterable and forming in the thermal sintering superconducting filaments precursor material, which is characterized in that the matrix of the superconductor, which performs at least one cross-section reducing deformation step in the production of the superconductor a sheath of normal conducting silver or a silver alloy, at least partially removed or removed by a mechanical post-treatment step. The grinding is used for the post-treatment step. The superconductor, which has a band-shaped conductor cross-section, is provided with preferably etched or electropolished transverse sides. With regard to the superconducting properties, it is particularly advantageous if the superconducting filaments contain bismuth (Bi) or consist of a mixed oxide with the elements (Bi, Pb) -Sr-Ca-Cu-O.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf den in der anhängenden Zeichnung dargestellten Leiterquerschnitt eines bandförmigen Supraleiters näher erläutert.The Invention will now be described with reference to the attached Drawing illustrated conductor cross-section of a ribbon-shaped superconductor explained in more detail.
In
der einzigen Figur ist mit
Erfindungsgemäß wird nun
ein Teil der Ag-Matrix entfernt. Hierzu kann der Supraleiter
Alternativ
oder zusätzlich
wird, um die Ingenieurstromdichte weiter zu steigern, der Bandleiter
Mit
der Erfindung kann bei einem 3 mm breiten und 0,33 mm dicken Bandleiter
mit einer Stromtragfähigkeit
von 30A ein Randstreifen mit einer Ausdehnung S2 von
etwa 0,5 mm abgetrennt werden, wodurch sich die Stromfähigkeit
auf etwa 24A reduziert. Da der Querschnitt bzw. die Gesamtfläche des Supraleiters
Das Abtragen bzw. Abtrennen des Mantels insbesondere auch bei der Herstellung der Monofilamente bzw. Einzelstäbe eingesetzt werden, um den normalleitenden Anteil an Silber in der Matrix zu verringern. Die unterschiedlichen Nachbehandlungsschritte können auch miteinander kombiniert werden. Der Mantel besteht nur vorzugsweise aus Silber bzw. einer Silberlegierung. Der Mantel kann auch aus Kupfer oder anderem geeigneten Metall bestehen oder eine Hilfsummantelung aus Kupfer aufweisen.The removal or separation of the jacket can be used in particular also in the production of monofilaments or individual rods in order to reduce the normal conducting proportion of silver in the matrix. The different post-treatment steps can also be combined with each other. The jacket is preferably made of silver or a silver alloy. The cladding may also be made of copper or other suitable metal or may have an auxiliary cladding of copper.
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