DE19929651A1

DE19929651A1 - Anzeigevorrichtung mit einer Einrichtung zur Erzeugung von Anionen

Info

Publication number: DE19929651A1
Application number: DE19929651A
Authority: DE
Inventors: Hun-Soo Kim; Eun-Keu Oh; Sang-Wook Wu; Jeong-Hee Kim; Ji-Na Namgoong; Kyoung-Mi Cho
Original assignee: Samsung Display Devices Co Ltd
Current assignee: Samsung SDI Co Ltd
Priority date: 1998-06-29
Filing date: 1999-06-28
Publication date: 1999-12-30
Also published as: GB2339129A; US6198212B1; JP2000156183A; CN1191712C; GB9914939D0; CN1241113A; GB2339129B

Abstract

Ein Anzeigesystem 30 enthält eine Kathodenstrahlröhre 11 mit einem Schirm 33 und einem Trichter 44, der dichtend mit dem Schirm verbunden ist und eine externe Graphitschicht aufweist, die auf seiner Außenumfangsfläche ausgebildet ist; ein Gehäuse 32, 32a, in dem ein Raum ausgebildet ist, der Platz für die Aufnahme der Kathodenstrahlröhre bietet; und Anionenerzeugungsmaterial 400, das an einer bestimmten Stelle in bezug auf die Kathodenstrahlröhre oder das Gehäuse angeordnet ist. Die vom Anionenerzeugungsmaterial erzeugten Anionen sind wohltuend für den Benutzer des Anzeigesystems. Auch ist ein Übertragungsabschnitt 40 zur Steuerung der Übertragungsdistanz der Anionen auf den Benutzer vorgesehen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines bandförmigen Supraleiters mit mehreren Leiterkernen, welche ein Supraleitermaterial mit einer metalloxidischen Hoch-T_c-Phase aufweisen und von einem normalleitenden Mate rial umgeben sind, bei welchem Verfahren ein Leitervorprodukt mit von dem normalleitenden Material umgebenen, pulverförmi gen Vormaterial des Supraleitermaterials erstellt wird und dieses Leitervorprodukt einen querschnittsvermindernden, das Vormaterial verdichtenden Verformungsprozeß und mindestens einer Glühbehandlung unterzogen wird, wobei der Verformungs prozeß mindestens einen Schritt zum Flachbearbeiten eines aus dem Leitervorprodukt gebildeten Rohleiters umfaßt. Die Erfin dung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens sowie einen mit diesem Verfahren hergestellten Su praleiter. Ein entsprechendes Herstellungsverfahren und ein damit hergestellter Supraleiter gehen z. B. aus der Veröffent lichung "Physica C", Vol. 250, 1995, Seiten 340 bis 348 her vor.

Es sind supraleitende Metalloxidverbindungen mit hohen Sprungtemperaturen T_c von über 77 K bekannt, die deshalb auch als Hoch-T_c-Supraleitermaterialien oder HTS-Materialien be zeichnet werden und insbesondere eine Flüssig-Stick stoff(LN₂)-Kühltechnik erlauben. Unter solchen Metalloxidver bindungen fallen insbesondere Cuprate von speziellen Stoffsy stemen wie insbesondere von selten-erd-haltigen Basistyp Y- Ba-Cu-O oder der selten-erd-freien Basistypen Bi-Sr-Ca-Cu-O oder (Bi, Pb)-Sr-Ca-Cu-O. Innerhalb einzelner Stoffsysteme wie z. B. der Bi-Cuprate können mehrere supraleitende Hoch-T_c Phasen auftreten, die sich durch die Anzahl der Kupfer- Sauerstoff-Netzebenen bzw. -Schichten innerhalb der kristal linen Einheitszellen unterscheiden und die verschiedene Sprungtemperaturen T_c aufweisen.

Mit den bekannten HTS-Materialien wird versucht, langge streckte Supraleiter in Draht- oder Bandform herzustellen. Ein hierfür als geeignet angesehenes Verfahren ist die soge nannte "Pulver-im-Rohr-Technik", die prinzipiell von der Her stellung von Supraleitern mit dem klassischen metallischen Supraleitermaterial Nb₃Sn her bekannt ist. Entsprechend die ser Technik wird auch zur Herstellung von Leitern aus HTS- Material in eine rohrförmige Umhüllung bzw. in eine Matrix aus einem normalleitenden Material, insbesondere aus Ag oder einer Ag-Legierung, ein im allgemeinen pulverförmiges Vorma terial des HTS-Materials eingebracht, das im allgemeinen noch nicht oder nur zu einem geringen Teil die gewünschte supra leitende Hoch-T_c-Phase enthält. Das so zu erhaltende Leiter vorprodukt wird anschließend in verschiedenen Verformungs schritten, die gegebenenfalls durch mindestens eine Wärmebe handlung bei erhöhter Temperatur unterbrochen sein können, auf die gewünschte Enddimension gebracht. Danach wird das so erhaltene Leiterzwischenprodukt zur Einstellung oder Optimie rung seiner supraleitenden Eigenschaften bzw. zur Ausbildung der gewünschten Hoch-T_c-Phase mindestens einer Glühbehandlung unterzogen, die gegebenenfalls durch einen weiteren Verfor mungsschritt unterbrochen sein kann.

Bündelt man in an sich bekannter Weise entsprechende Hoch-T_c- Supraleiter oder deren Leitervorprodukte oder deren Leiter zwischenprodukte, so kann man auch Leiter mit mehreren supra leitenden Leiterkernen, sogenannte Mehrkern- oder Multifila mentsupraleiter, erhalten.

Bekannte Mehrkernsupraleiter mit HTS-Material haben bevorzugt eine Bandform. Um diese Form eines entsprechenden Leiterend produktes zu erhalten, muß gemäß der eingangs genannten Lite raturstelle ein Walzprozeß vorgesehen werden. Vor diesem Walzprozeß muß jedoch aus dem Leitervorprodukt ein im allge meinen zylinderförmiger, vorverformter und vorverdichteter Verbundkörper erstellt werden mit einer im allgemeinen gleichverteilten Anordnung von Leiterkernen über den Quer schnitt gesehen. Dieser nachfolgend als Rohleiter bezeichnete Verbundkörper wird dann mittels des im allgemeinen mehrere Walzschritte umfassenden Walzprozesses in die flache Bandform überführt, um so eine für eine hohe Stromtragfähigkeit not wendige Textur, d. h. eine weitgehend parallele Ausrichtung der Kristallebenen der supraleitenden Phase, zu erreichen. Hierzu muß das Vormaterial des Supraleiters insbesondere bei der Umformung des Rohleiters durch den Walzprozeß möglichst stark verdichtet werden.

Es zeigt sich jedoch, daß bei einer derartigen Herstellung eines bandförmigen Mehrkernsupraleiters eine vom Gesamtquer schnitt des Leiters her ungleichmäßige Verteilung der einzel nen Leiterkerne auftritt. Die einzelnen Leiterkerne variieren dabei in Dicke und Breite und führen aufgrund einer unter schiedlichen Verdichtung ihres pulverförmigen Vormaterials zu einer ungleichmäßigen Stromverteilung im Leiterendprodukt. Diese Ungleichmäßigkeit hat in erster Linie ihre Ursache in dem mindestens einen Walzschritt, bei dem üblicherweise Wal zenpaare einen Walzspat mit rechteckigem Walzbereich begren zen. Dann werden nämlich die Mittelbereiche des Leiters be sonders stark gepreßt, während es in den seitlichen Randbe reichen kaum zu einer Verdichtung des Vormaterials kommt. D. h., im Leiterendprodukt tragen dann mittlere Leiterkerne einen höheren Strom als äußere (seitliche) Leiterkerne. Au ßerdem können bei der Umformung durch solche Zylinderwalzen auftretende Zugspannungen in Breitenrichtung zu ausgeprägten Rissen im Supraleitermaterial führen. Desweiteren treten un erwünschte Scherungen auf, die ihren Ausgangspunkt an den Längskanten des Leiterbandes haben und diagonal zur gegen überliegenden Kante laufen.

Man hat versucht, diese Problematik dadurch zu umgehen, daß man von vornherein ein Leitervorprodukt mit einer Rechteckge stalt vorsieht (vgl. z. B. EP 0 509 436 A). Der Aufwand zum Aufbau und zur Verformung eines derart gestalteten Leiters ist jedoch sehr hoch.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das Verfahren mit den eingangs genannten Merkmalen dahingehend auszugestalten, daß mit ihm ein bandförmiger Mehrkernsupraleiter zu erhalten ist, der insbesondere in seinen seitlichen Randbereichen eine gegenüber bekannten Ausführungsformen verbesserte Stromtrag fähigkeit (bzw. kritische Stromdichte) besitzt. Ferner sollen ein mit dem Verfahren herstellbarer Supraleiter und eine Vor richtung zur Durchführung des Verfahrens angegeben werden.

Die sich auf das Verfahren beziehende Aufgabe wird erfin dungsgemäß mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Hierbei wird als ein Walzgut der Rohleiter oder ein daraus geformtes Leiterzwischenprodukt in wenigstens einem Walzschritt durch einen Walzspalt geführt wird, dessen Querschnittsfläche durch zwei Bogenlinien umrandet ist, die zumindest weitgehend zwei Kreisbogenabschnitten mit vorbestimmtem Kreisradius entspre chen. Dabei sollte die Abweichung von der Idealform jedes Kreisabschnittes insbesondere höchstens so groß sein, daß die entsprechende Kontur des Walzspaltes in einem Bereich liegt, der jeweils durch zwei konzentrische Kreislinien beschreibbar ist, wobei der Kreisradius der jeweils äußeren Kreislinie höchstens um 10% größer ist als der Kreisradius der von ihr eingeschlossenen inneren Kreislinie.

Die mit dieser Ausgestaltung des Verfahrens erreichten Vor teile sind insbesondere darin zu sehen, daß aufgrund einer kreisbogenförmigen Kontur jeder Walzfläche eine vergleichs weise regelmäßigere Anordnung der einzelnen Leiterkerne und eine größere Breitung der seitlichen Randleiterkerne erreicht wird. Während nämlich der mittlere Bereich des Rohleiters bzw. des Walzgutes durch die kreisförmige Walzgeometrie stan dardmäßig auf eine übliche Dicke gewalzt wird, werden die seitlichen Randbereiche stärker auf geringere Dicken umge formt. Da im Randbereich jedoch die Anzahl der Leiterkerne niedriger ist, stellt sich so zwangsläufig eine verhältnismä ßig regelmäßige Geometrie ein. Durch die höhere Verdichtung der Leiterkerne wird dann vorteilhaft insgesamt eine höhere kritische Stromdichte des Leiterendproduktes erreicht. Diese Form der erfindungsgemäßen Walzung hat zudem einen positiven Einfluß auf das sogenannte Aspektverhältnis, d. h. auf den Quotienten aus Dicke und Breite, des Mehrkernleiters.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bildet sich demnach durch die abgerundete Walzspaltgeometrie zumindest bei dem ersten Walzschritt (= Stich) eine geringere, abgeflachte Reibungszo ne im oberen und unteren Teil des Bandleiters aus, wodurch die Verdichtung in diesen Bereichen optimiert wird. Gleich zeitig wird der extreme Materialfluß im Mittelbereich Rich tung Seitenränder reduziert, was eine homogenere Verdichtung der Randfilamente ermöglicht, da die spitz zulaufenden Sei tenbereiche der Walzen die Randfilamente so optimal kompri mieren können. Die Bandränder werden während ihres Fließens mit jedem Stich sukzessive verdichtet. Konventionelle Zylin derwalzen mit oder ohne Seitenbegrenzung sind jedoch nicht in der Lage, die Seitenbereiche in entsprechender Weise zu ver dichten.

Durch den runden, homogenen Übergang von der Mitte des Lei ters zu den Seiten hin entstehen keine abrupten Kanten, wie dies bei Zylinderwalzen der Fall ist. Dadurch können uner wünschte Scherungen vermieden werden. Des weiteren lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Walzverfahren Zugspannungen im Bandleiter verhindern. Risse und Brüche werden dadurch unter bunden, Inhomogenitäten bei der Umformung und insbesondere bei einer Phasenbildung der Hoch-T_c-Phase vom 2223-Typ des bekannten supraleitenden Bi-Cuprates deutlich reduziert.

Als besonders vorteilhaft ist anzusehen, wenn bei mehreren Walzschritten der Rohleiter durch mindestens zwei Walzspalte geführt wird, wobei die Kreisbogenabschnitte des ersten Walz spaltes einen kleineren Kreisradius aufweisen als die Kreis bogenabschnitte des nachfolgenden Walzspaltes. Auf diese Wei se läßt sich eine Anpassung der Konturen an die mit jedem Walzschritt zunehmende Verbreiterung und Verdichtung des Roh leiters leicht vornehmen.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn eine Querschnittsfläche derart vorgesehen wird, daß das Walzgut nach dem Durchlaufen des Walzspaltes zumindest weitgehend die Querschnittsform des Walzspaltes angenommen hat. Dies ist durch geeignete Wahl der Kreisradien für die Kreisbogenabschnitte zu gewährleisten. Die Querschnittsfläche des Walzgutes soll nach dem Durchlau fen des Walzspaltes dann mindestens 90%, vorzugsweise mehr als 95% der Fläche des Walzspaltes einnehmen. Auf diese Wei se ist gerade in den seitlichen Randbereichen eine besonders regelmäßige Geometrie der Anordnung der einzelnen Leiterkerne zu erreichen.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver fahrens ist gekennzeichnet durch mindestens ein den Walzspalt vollständig umschließendes Walzenpaar. D. h., wegen der sich seitlich berührenden Walzen wird das Walzgut vorteilhaft an einem seitlichen Austritt aus dem Walzspalt und damit an ei ner unkontrollierten Verformung und Verdichtung gehindert.

Ein erfindungsgemäß hergestellter bandförmiger Mehrkernsupra leiter zeichnet sich durch eine Querschnittsform mit nach der Seite hin spitz zulaufenden, sich verjüngenden Randbereichen aus. Dabei kann die Querschnittsform einen zumindest annä hernd aus zwei Kreisbogenabschnitten zusammengesetzten Rand besitzen. Die zulässige Abweichung von der jeweiligen Kreis form ist dabei entsprechend der Kontur der Walzfläche. Dieser Mehrkernsupraleiter kann dann noch im Bedarfsfalle nachträg lich abgeflacht sein. Es läßt sich so vorteilhaft ein noch höherer Packungsfaktor eines Aufbaus aus mehreren solcher Mehrkernsupraleiter erreichen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und des erfindungsgemäß hergestellten Mehrkernsupraleiters gehen aus den jeweils abhängigen Ansprüchen hervor.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung noch wei ter erläutert. Dabei zeigen jeweils schematisch

Fig. 1 den Querschnitt eines Rohleiters,

Fig. 2 den Querschnitt dieses Rohleiters nach einem ersten erfindungsgemäßen Walzschritt,

Fig. 3 den Querschnitt des Rohleiters nach einem wei teren erfindungsgemäßen Walzschritt,

Fig. 4 den Querschnitt eines aus dem Rohleiter gebil deten Leiterendproduktes nach einem abschlie ßenden Walzschritt,

Fig. 5 und 6 Querschnittsänderungen in einer Serie von entsprechenden Walzschritten und

Fig. 7 die für die Walzschrittserie nach Fig. 6 zu wählenden Kreisradien der Walzspaltkonturen.

In den Figuren sind sich entsprechende Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.

Ein erfindungsgemäß hergestellter, nachfolgend als Leiterend produkt bezeichneter Mehrkernsupraleiter stellt einen langge streckten Verbundkörper in Bandform dar, der ein in ein nor malleitendes Matrixmaterial eingebettetes Hoch-T_c- (HTS) - Supraleitermaterial wenigstens weitgehend phasenrein enthält. Als HTS-Material sind praktisch alle bekannten Hoch-T_c- Supraleitermaterialien, vorzugsweise selten-erd-freie, insbe sondere Bi-haltige Cuprate, mit Phasen geeignet, deren Sprungtemperatur T_c über der Verdampfungstemperatur des flüs sigen Stickstoffs (LN₂) von 77 K liegt. Ein entsprechendes Beispiel ist das HTS-Material vom Typ (Bi,Pb)₂Sr₂Ca₂Cu₃O_x, das nachfolgend als Ausführungsbeispiel angenommen ist. Zur Her stellung eines entsprechenden HTS-Leiters kann vorteilhaft eine an sich bekannte Pulver-im-Rohr-Technik zugrundegelegt werden (vgl. z. B. DE 44 44 937 A). Hierzu wird ein pulverför miges Vorproduktmaterial, das eine Ausbildung der gewünschten supraleitenden Phase ermöglicht, oder das bereits ausgebilde te supraleitende Material in ein erstes Hüllrohr eingebracht, dessen Material als Matrixmaterial für das fertige Endprodukt des Supraleiters dient. Für das Hüllrohr wählt man vorzugs weise ein Basismaterial, das bei der Leiterherstellung keine unerwünschte Reaktion mit den Komponenten des HTS-Materials wie mit Sauerstoff eingeht und das sich leicht verformen läßt. Deshalb ist als Basismaterial besonders ein Ag-Material geeignet, das entweder Ag in reiner Form oder in Form einer Legierung mit Ag als Hauptbestandteil (d. h. zu mehr als 50 Gew.-%) enthält. So ist z. B. reines Ag beispielsweise in Form von kaltverfestigtem Silber oder rekristallisiertem Silber verwendbar. Auch kann pulvermetallurgisch hergestelltes Sil ber vorgesehen werden. Daneben ist auch dispersionsgehärtetes Silber geeignet.

Der Aufbau aus dem Hüllrohr und dem von ihm umschlossenen Kern z. B. aus dem Vorproduktmaterial des HTS-Materials kann anschließend einer Abfolge von mehreren insbesondere quer schnittsvermindernden Verformungsschritten unterzogen werden, um ein Leiterelement mit dem verdichteten Vorproduktmaterial zu erhalten. Für die Verformungsschritte kommen alle bekann ten Verfahren wie z. B. Strangpressen, Gesenkschmieden, Häm mern und Ziehen in Frage, die auch miteinander kombiniert sein können. Diese mechanischen Behandlungen können sowohl bei Raumtemperatur als auch bei erhöhter Temperatur durchge führt werden. Nach diesen Verformungsschritten liegt dann das Leiterelement in Form eines Verbundkörpers mit im allgemeinen kreisförmiger Querschnittsfläche vor.

Um zu einem Mehrkernleiter zu gelangen, wird in bekannter Weise eine Bündelung von mehreren solcher Leiterelemente in einem größeren (zweiten) Hüllrohr insbesondere aus dem Ma trixmaterial vorgenommen. Selbstverständlich können auch an dere vorgeformte oder gegebenenfalls vorgeglühte Leiter oder Leitervorprodukte in ein solches Hüllrohr eingebracht werden. Der so gewonnene Aufbau kann anschließend noch weiter kompak tiert werden, bevor er einem mindestens einen Walzschritt um fassenden Flachbearbeitungsprozeß unterzogen wird. Mit diesem Flachbearbeitungsprozeß ist eine dem angestrebten Endprodukt zumindest weitgehend entsprechende Bandform zu erhalten. Der vor diesem Flachbearbeitungsprozeß vorliegende Mehrkernaufbau sei nachfolgend als Rohleiter bezeichnet. Dieser Rohleiter muß außer dem Flachbearbeitungsprozeß noch einer Wärme- oder Glühbehandlung unterzogen werden, die wenigstens einen, im allgemeinen am Ende des Flachbearbeitungsprozesses vorzugs weise in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre wie z. B. an Luft durchzuführenden (Abschluß-)Glühschritt umfaßt. Auf diese Weise ist dem Vorproduktmaterial der für die Ausbildung der gewünschten supraleitenden Phase erforderliche Sauerstoff zur Verfügung zu stellen und/oder kann die Wiederherstellung die ser Phase gewährleistet werden.

Im allgemeinen setzt sich der Flachbearbeitungsprozeß aus mehreren Walzschritten zusammen. Dabei kann in einem ersten Walzschritt eine Grobverformung ohne Wärmebehandlung durchge führt werden. Diesem ersten Walzschritt kann sich dann eine sogenannte thermomechanische Behandlung anschließen. Unter einer solchen Behandlung wird eine Abfolge von weiteren Walz schritten mit Zwischenglühungen zwischen diesen Schritten und der erforderliche Abschlußglühschritt verstanden. Gemäß der Erfindung sollen wenigstens einer dieser Walzschritte, vor zugsweise aber mehrere Walzschritte mit Walzpaaren einer an sich bekannten Walzanlage vorgenommen werden, deren Walzen erfindungsgemäß geformte Walzflächen aufweisen sollen, die im Walzbereich (= Erfassungsbereich des Walzgutes) jeweils eine konkave, wenigstens annähernd kreisbogenförmige Kontur be schreiben. Ein entsprechender Walzprozeß mit zwei von derar tigen, auch als Kaliberwalzen bezeichneten Walzen auszufüh renden Walzschritten sei nachfolgend anhand der Fig. 1 bis 3 skizziert:

Fig. 1 zeigt einen an sich bekannten Querschnitt (vgl. z. B. DE 196 21 070 A) durch einen erfindungsgemäß zu verformenden Rohleiter 2, der durch eine Bündelungstechnik einer vorbe stimmten Anzahl von Leiterelementen aufzubauen ist. Jedes Leiterelement setzt sich dabei aus einem Hüllrohr zusammen, das einen z. B. pulverförmigen Kern aus einem Vormaterial des HTS-Materials umschließt. Die Hüllrohr bilden zusammen mit einer sie umschließenden rohrförmigen Umhüllung eine normal leitende Matrix, in die die Kerne aus dem HTS-Vormaterial eingebettet sind. Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel wurde der Rohleiter 2 z. B. aus 61 Leiterelementen 3 _i mit Ker nen 4 _i und Hüllrohren 5 _i in einer rohrförmigen Umhüllung 6 durch Bündelungstechnik und Querschnittsverminderung und Kom paktierung des Aufbaus erstellt. In der Figur sind der besse ren Übersicht wegen die Umrisse der einzelnen Hüllrohre ver anschaulicht, obwohl diese bei der Verformung der Leiterele mente zu dem Rohleiter praktisch nicht mehr erkennbar sind.

Dieser Rohleiter wird dann einem Umformungsprozeß durch Wal zen vorzugsweise mit mehreren Walzschritten unterzogen. Zu mindest ein Walzschritt der thermomechanischen Behandlung kann dabei erfindungsgemäß vorgenommen werden. Vorteilhaft ist es jedoch, wenn bereits der wenigstens eine dieser ther momechanischen Behandlung vorgeschaltete Walzschritt entspre chend durchgeführt wird. Gemäß Fig. 2 sei ein solcher Walz schritt angenommen. Die Figur zeigt ein einen Walzspalt 7 be grenzendes Paar von Walzen 8 und 9. Diese Walzen haben dabei eine im wesentlichen zylinderförmige Gestalt, wobei ihre äußeren Zylindermantelflächen 8a und 9a keinen durchgehend konstanten Kreisdurchmesser wie üblich besitzen sollen. Viel mehr soll die Kontur 8b bzw. 9b der Mantelfläche im Walzbe reich 7a konkav, wenigstens annähernd kreisbogenförmig so verlaufen, daß sich dort ein zur Mittellinie M des Walzspal tes verjüngender Durchmesser D der Walzen ergibt. Die Walzen liegen dabei außerhalb des Walzspaltes 7 aneinander an. Der mit derartigen Walzen 8 und 9 zu einem ersten Leiterzwischen produkt flachgearbeitete Rohleiter (= Walzgut) ist in der Fi gur mit 2a bezeichnet. Seine Querschnittsfläche q soll dabei nach dem Durchlaufen des Walzspaltes 7 zumindest weitgehend, vorzugsweise mindestens 90% und insbesondere mehr als 95% der Fläche des Walzspaltes einnehmen. In der Figur ist ange nommen, daß der Querschnitt des Walzspaltes praktisch voll ständig von dem Walzgut bzw. Leiterzwischenprodukt ausgefüllt wird.

Die Kontur 8b bzw. 9b der Zylindermantelflächen 8a bzw. 8b im Bereich des Walzspaltes wird jeweils durch einen mit demsel ben Bezugszeichen versehenen Kreisbogenabschnitt eines Krei ses mit dem Radius R1 bzw. R1' festgelegt. Dabei sind gering fügige Abweichungen der Radien über die Bogenlinie gesehen mit eingeschlossen. D. h., die Kontur jeder Zylindermantelflä che im Walzspalt soll durch eine Linie beschreibbar sein, die zwischen zwei konzentrischen Kreisen liegt, wobei der äußere Kreis höchstens um 10% größer als der von ihm eingeschlosse ne innere Kreis gewählt ist.

Die konkrete Wahl der Größen der im allgemeinen gleichen Ra dien R1 und R1' der beiden Kreisbogenabschnitte mit den Kon turen 8b und 9b hängt dabei unter anderem insbesondere von dem jeweiligen Verformungsgrad und der Querschnittsform des zu walzenden Körpers bzw. Walzgutes ab. Dabei kann es gegebe nenfalls vorteilhaft sein, wenn man ein Walzgut mit zunächst kreisförmigem Querschnitt wie z. B. den Rohleiter 2 in einem ersten Verformungsschritt mit Walzen verformt, deren Kontur kreisbögen jeweils einen kleineren Radius R1 bzw. R1' haben, während man für mindestens einen späteren Walzschritt einen größeren Radius vorsieht. Ein entsprechendes Ausführungsbei spiel ist in der Zeichnung zugrundegelegt. D. h., bei dem in Fig. 3 angedeuteten Walzschritt ist der Radius R2 bzw. R2' um einen vorbestimmten Faktor, beispielsweise um einen Faktor 2, größer gewählt gegenüber den Radien R1 bzw. R1' nach Fig. 2. Selbstverständlich sind insbesondere für mehr als zwei Walzschritte auch andere Vergrößerungsfaktoren der Radien wählbar. Das nach einem zweimaligen Walzen aus dem Rohleiter hervorgegangene zweite Leiterzwischenprodukt ist in Fig. 3 mit 2b bezeichnet, während die Walzen mit 18 und 19, deren durch Kreisbogenabschnitte gebildete Konturen mit 18b und 19b sowie der zwischen ihnen ausgebildete Walzspalt mit 17 be zeichnet sind.

Am Ende eines Flachbearbeitungsprozesses mit Walzen mit der erfindungsgemäßen Kreisbogenkontur ist noch ein Flachbearbei tungsschritt mit zylinderförmigen Walzen mit zumindest im Mittelbereich konstantem Durchmesser im Walzbereich denkbar. Entsprechend abgeflachte Leiter ermöglichen einen Aufbau aus mehreren übereinanderliegenden Leitern mit hoher Packungs dichte. Wie aus Fig. 4 entnehmbar ist, kann auch hier aus Gründen einer weitgehend gleichmäßigen Verformung in den seitlichen Randbereichen des Leiters eine Kontur der Walzflä chen derart vorgesehen werden, daß der Walzspalt seitlich durch die Walzen geschlossen ist und sich nach den seitlichen Rändern hin verjüngt. Gemäß Fig. 4 weist jede der einen Walzspalt 27 begrenzenden Konturen 28b und 29b zweier Walzen 28 und 29 einen geraden, ungekrümmten Teil k1 bzw. k1' und zwei dazu schräg verlaufende Seitenteile k2 und k3 bzw. k2' und k3' auf. Ein entsprechendes Leiterendprodukt 2c besitzt somit eine Querschnittsfläche, die durch einen rechteckigen Mittelbereich 21 und zwei dreiecksförmige Randbereiche 22 und 23 beschreibbar ist, wobei die spitz aufeinander zu laufenden Seitenteile k2, k2' bzw. k3, k3' die Randbereiche begrenzen.

Für das erfindungsgemäße Verfahren unter Einplanung mehrerer Walzschritte bzw. Stiche sollte eine Reihe an sich üblicher weise eingehaltener Randbedingungen berücksichtigt werden. Dies sind insbesondere

- der Ausgangsdurchmesser des Rohleiters 2,
- die gewünschte Endgeometrie des Leiterendproduktes,
- die Anzahl der Walzschritte bzw. Stiche und
- der Umformungsgrad pro Stich.

Unter Berücksichtigung dieser Randbedingungen werden die Geo metrien der einzelnen Walzen gewählt. Dabei ist zu beachten, daß sich die Querschnittskontur der Kaliberwalzen, die sich immer auf eine Walzenseite bezieht, stets nach der des vor hergehenden Stiches richten muß.

Vorzugsweise sollten

- die Schnittpunkte der Umfangslinien bzw. die Schnittpunkte der angelegten Tangenten zweier aufeinanderfolgenden Stiche vom Mittelpunkt, d. h. dem Schnittpunkt aus horizontaler und vertikaler Symmetrielinie ausgehend zu beiden Seiten der vertikalen Symmetrielinie einen Abstand von mindestens 50% der Breite des zweiten Stiches aufweisen,
- der Winkel, der von den Konturen bzw. deren Tangenten im Schnittpunkt der Kreisbogenlinien eingeschlossen wird, höchstens 45° betragen,
- zwischen den beiden Schnittpunkten von Querschnittskonturen zweier aufeinanderfolgender Stiche die Kontur des zweiten Stiches vollkommen innerhalb der des ersten liegen und
- der Winkel, den die horizontale Symmetrielinie im Schnitt punkt mit der Walzkontur bzw. der dort angelegten Tangente einschließt, mit jedem folgenden Stich um mindestens 10% geringer sein als beim vorhergehenden Stich.

Bei den anhand der Fig. 5 bis 7 nachfolgend erläuterten Ausführungsbeispielen sind diese Randbedingungen eingehalten.

Fig. 5 zeigt als Ausführungsbeispiel die Konturen der Walz spalte bzw. des Walzgutes zu einer erfindungsgemäßen Herstel lung eines bandförmigen Multifilamentsupraleiters in einem Maßstab von etwa 25 : 1. Die sich dabei nacheinander ergebenden Konturen sind mit A, B, C, D, E und F bezeichnet. Von einem beispielsweise 3 mm-Runddraht als Rohleiter (Kontur A) ausge hend möchte man in fünf Walzschritten bzw. Stichen (B, C, D, E, F), den in jeweils eine Dickenreduktion von etwa 0,45 mm zugeordnet ist, ein bandförmiges Leiterendprodukt herstellen, dessen Breite 6 mm und dessen Dicke 0,75 mm betragen (Kontur F). Die Zunahme der Bandleiterbreite soll hier etwa 0,6 mm pro Strich ausmachen.

In der Abfolge B-C-D-E-F wird das Walzgut durch verschiedene Geometrien von Kaliberwalzen in die Bandform gebracht. Die Querschnitte der einzelnen Kaliber bei B, C, D und E be schreiben Kreissegmente, welche durch die jeweilige Dickenre duktion (z. B. für B: y) und die vorgegebene Breitung (z. B. für B: z bzw. z') festgelegt sind. Die horizontale Symmetrie linie stellt die Begrenzung des Kreissektors dar. Die ermit telten Kreismittelpunkte, die auf der vertikalen Symmetrieli nie liegen, sind mit M₁ bis M₅ gekennzeichnet, wobei mit M₀ der Kreismittelpunkt des Rohleiters 2 (Kontur A) bezeichnet ist. Für die Umformung F besteht die Form der Walzen gemäß Fig. 4 aus einem zylindrischen Anteil, der sich etwa über die Breite des Ausgangsrunddrahtes (hier 3 mm) erstreckt und anschließend beidseitig bis zur vorgegebenen Endbreite spitz zuläuft. Bis zu welchem Punkt sich der zylindrische Anteil erstreckt und in welchem Winkel die Endspitzen zulaufen, er gibt sich aus den jeweiligen Randparametern.

In Fig. 6 ist eine entsprechende Verformung eines Rohleiters mit 1,35 mm Radius in 5 Walzschritten zu einem 3 mm breiten und 0,3 mm dicken Leiterendprodukt eines bandförmigen Multi filamentsupraleiters nach der Erfindung in einzelnen aneinan dergefügten Querschnittsbildern veranschaulicht. In dieser Figur sind ferner die einzelnen Abmessungen der Breite b und Dicke d des Walzgutes bzw. die entsprechenden Abmessungen des jeweils zugeordneten Walzspaltes 7, 17, 27 angegeben. Diese Werte sind gesondert auch in der nachfolgenden Tabelle aufge führt, wobei die Stichbezeichnung aus Fig. 5 übernommen ist:

Tabelle

Fig. 7 zeigt die zugehörenden Radien R der Kreisbogenab schnitte der einzelnen Walzspalte.

Für die Serie von Walzschritten B bis E nach den Fig. 6 und 7 lassen sich vorteilhaft die folgenden Beziehungen ange ben:

In den Beziehungen bedeuten:
R = Radius der Kreisbogenkontur des nächsten Walzschrittes,
b = Breite des zu walzenden Objektes (Walzgutes),
d = Dicke des zu walzenden Objektes (Walzgutes),
x = Abstand des Kreismittelpunktes der Kreisbogenkontur vom Mittelpunkt des Walzgutes bzw. Walzspaltes (= Mittel punktsverschiebung).

Bei den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen wurde davon ausgegangen, daß der Walzprozeß aus mindestens zwei Walzschritten besteht, wobei die hierfür erforderlichen Wal zenpaare abgesehen von den Einschnürungen ihrer Durchmesser in ihrem Mittelbereich des Walzspaltes gleiche Durchmesser haben. Selbstverständlich können sich die einzelnen Walz schritte auch mit Walzenpaaren durchführen lassen, die sich von Schritt zu Schritt hinsichtlich des Durchmessers unter scheiden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es zwar im Hinblick auf fertigungstechnische Gesichtspunkte besonders vorteil haft, wenn man einen Rohleiter mit kreisförmigem Querschnitt vorsieht, der dann einem Walzen gemäß der Erfindung unterzo gen wird. Selbstverständlich ist das erfindungsgemäße Verfah ren nicht auf eine derartige Querschnittsform eines Rohlei ters beschränkt. Auch kann auf die abschließende Abflachung des mehrfach erfindungsgemäß gewalzten Leiters gegebenenfalls verzichtet werden.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines bandförmigen Supraleiters mit mehreren Leiterkernen, welche ein Supraleitermaterial mit einer metalloxidischen Hoch-T_c-Phase aufweisen und von einem normalleitenden Material umgeben sind, bei welchem Verfahren ein Leitervorprodukt mit von dem normalleitenden Material um gebenen, pulverförmigen Vormaterial des Supraleitermaterials erstellt wird und dieses Leitervorprodukt einem querschnitts vermindernden, das Vormaterial verdichtenden Verformungspro zeß und mindestens einer Glühbehandlung unterzogen wird, wo bei der Verformungsprozeß mindestens einen Schritt zum Flach bearbeiten eines aus dem Leitervorprodukt gebildeten Rohlei ters umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß als ein Walzgut der Rohleiter (2) oder ein daraus geform tes Leiterzwischenprodukt in wenigstens einem Walzschritt (B bis E) durch einen Walzspalt (7, 17) geführt wird, dessen Querschnittsfläche (q) durch zwei Bogenlinien umrandet ist, die zumindest weitgehend zwei Kreisbogenabschnitten (8b, 9b bzw. 18b, 19b) mit vorbestimmtem Kreisradius (R1, R1' bzw. R2, R2') entsprechen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch wenigstens einen Walzschritt in einem Walzspalt (7, 17), dessen Querschnittsfläche durch zwei Bogenlinien umran det ist, welche jeweils zwischen zwei konzentrischen Kreisli nien mit vorbestimmten Kreisradien liegen, wobei der Kreisra dius der jeweils äußeren Kreislinie höchstens um 10% größer ist als der Kreisradius der von ihr eingeschlossenen inneren Kreislinie.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß eine Querschnittsfläche (q) derart vorgesehen wird, daß das Walzgut nach dem Durchlaufen des Walzspaltes (7, 17) zumindest weitgehend die Quer schnittsform des Walzspaltes angenommen hat.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß mehrere Walz schritte (B bis E) vorgesehen werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß das Walzgut durch mindestens zwei Walzspalte (7, 17) geführt wird, wobei die Kreisbogenab schnitte (8b, 9b) des ersten Walzspaltes (7) einen kleineren Kreisradius (R1, R1') aufweisen als die Kreisbogenabschnitte (18b, 19b) des nachfolgenden Walzspaltes (17).

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß nach dem we nigstens einen Walzschritt (B bis E) ein abschließender Walz schritt (F) vorgesehen wird, bei dem das Walzgut mit einem Querschnitt versehen wird, der einen geraden, ungekrümmten Mittelbereich (21) und sich daran seitlich anschließende, spitz zulaufende Randbereiche (22, 23) enthält (Fig. 4).

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß mindestens vier Walzabschnitte (B bis E) mit von Kreisbogenabschnitten gebildeter Kontur des jeweiligen Walzspaltes vorgesehen wer den, für die folgende Beziehungen gelten:
wobei R der Radius der Kreisbogenkontur des nächsten Walz schrittes, b die Breite des Walzgutes, d die Dicke des Walz gutes und x der Abstand des Kreismittelpunktes der Kreisbögen vom Mittelpunkt des Walzgutes sind.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß das Walzgut (2) mit kreisförmigem Querschnitt (A) dem wenigstens einen Walzschritt (B bis E) unterzogen wird.

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß das Leiter vorprodukt nach einer Pulver-im-Rohr-Technik erstellt wird und der Rohleiter (2) mit einem Bündel aus solchen Leitervor produkten gebildet wird.

10. Bandförmiger Mehrkernleiter, hergestellt mit einem Ver fahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, ge kennzeichnet durch eine Querschnittsform mit seitlich spitz zulaufenden Randbereichen (22, 23).

11. Supraleiter nach Anspruch 10, gekennzeich net durch Leiterkerne mit einer Hoch-T_c-Phase vom 2223- Typ eines supraleitenden Bi-Cupratmaterials.

12. Supraleiter nach Anspruch 10 oder 11, gekenn zeichnet durch normalleitendes Material aus Ag oder aus einem Ag-haltigen Material.

13. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Herstellung eines bandförmigen Su praleiters mit mehreren Leiterkernen, welche ein Supraleiter material mit einer metalloxidischen Hoch-T_c-Phase aufweisen und von einem normalleitenden Material umgeben sind, bei wel chem Verfahren ein Leitervorprodukt mit von dem normalleiten den Material umgebenen, pulverförmigen Vormaterial des Supra leitermaterials erstellt wird und dieses Leitervorprodukt ei nem querschnittsvermindernden, das Vormaterial verdichtenden Verformungsprozeß und mindestens einer Glühbehandlung unter zogen wird, wobei der Verformungsprozeß mindestens einen Schritt zum Flachbearbeiten eines aus dem Leitervorprodukt gebildeten Rohleiters umfaßt und als ein Walzgut der Rohlei ter oder ein daraus geformtes Leiterzwischenprodukt in wenig stens einem Walzschritt durch einen Walzspalt geführt wird, gekennzeichnet durch einen Walzspalt (7, 17), dessen Querschnittsfläche (q) durch zwei Bogenlinien umrandet ist, die zumindest weitgehend zwei Kreisbogenabschnitten (8b, 9b bzw. 18b, 19b) mit vorbestimmtem Kreisradius (R1, R1' bzw. R2, R2') entsprechen, und durch mindestens ein den Walzspalt (7, 17) vollständig umschließendes Walzenpaar (8, 9 bzw. 18, 19).

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeich net durch mehrere, jeweils einen Walzspalt (7, 17) um schließende Walzenpaare (8, 9 bzw. 18, 19), wobei die Quer schnittsfläche (q) des folgenden Walzspaltes um mindestens 10% kleiner ist als die des vorangehenden.