DE19958727A1

DE19958727A1 - Hochtemperatursupraleiteranordnung und supraleitende Spule

Info

Publication number: DE19958727A1
Application number: DE19958727A
Authority: DE
Inventors: Willi Dr Paul; Makan Chen; Martin Lakner
Original assignee: ABB Research Ltd Switzerland
Current assignee: ABB Research Ltd Switzerland
Priority date: 1999-12-06
Filing date: 1999-12-06
Publication date: 2001-06-07

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Leiterverbund (1) aus einem Supraleiter (10) und einem elektrischen Bypass (11), welcher um einen keramischen Wärmeableiter (2) ergänzt ist. Die ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit des keramischen Wärmeableiters (2) ermöglicht eine effiziente Ableitung von lokal erzeugter Joulscher Wärme zu einem Kühlmedium (3) hin. Dadurch verringern sich Temperaturgradienten im Leiterverbund und ergibt sich ein wirksamer Schutz der Hochtemperatursupraleiteranordnung gegen die Bildung von Hot-Spots. Die erfindungsgemäße Anordnung ist insbesondere zur Verwendung in supraleitenden Spulen und Strombegrenzern geeignet.

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Hochtempera tursupraleiter. Sie geht aus von einer Hochtemperatursupra leiteranordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und von einer supraleitenden Spule nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8.

STAND DER TECHNIK

In der deutschen Offenlegungsschrift DE 196 34 424 A1 ist eine Hochtemperatursupraleiteranordnung zur Verwendung in ei nem Strombegrenzer dargestellt. Die Anordnung umfasst eine supraleitende Schicht, eine als elektrischer Bypass ausgebil dete Silberschicht, welche mit der supraleitenden Schicht ei nen Leiterverbund bildet, und eine Faserverbundschicht. Die Supraleiterschicht ist mittels eines partiellen Schmelzpro zesses aus einem oxydkeramischen Pulver hergestellt. Die Fa serverbundschicht besteht aus einer Polymermatrix und Glas- oder Kohlefasern als verstärkendem Trägermaterial und dient zur mechanischen Stabilisierung des Leiterverbundes sowie zu dessen elektrischer Isolation gegenüber einem Kühlmedium.

Für Anwendungen von Supraleitern bei hohen elektrischen Leistungen muss die Problematik der sogenannten "Hot-Spots" gebührend berücksichtigt werden. Insbesondere bei polykri stallinen, untexturierten Supraleitern, welche auf pulverme tallurgischem Weg und/oder durch Schmelzprozessieren herge stellt werden, weisen nicht alle Kristallite identische Ei genschaften auf und verursachen die zahlreichen Korngrenzen unvermeidliche Materialinhomogenitäten im Supraleiter. Deswe gen oder auch infolge von lokalen thermischen Fluktuationen ist die kritische Stromdichte nicht über den ganzen Supralei ter konstant. Folglich wird bei einer Zunahme der Stromdichte an der schwächsten Stelle des Supraleiters die lokale kriti sche Stromdichte zuerst überschritten. An dieser Stelle des Supraleiters beginnt sich also ein Spannungsabfall aufzubau en. Dabei wird Joule'sche Wärme erzeugt, welche den Supralei ter in einem kleinen Bereich aufheizt und die Supraleitung lokal zusammenbrechen lässt. Da der Supraleiter als relativ schlechter Wärmeleiter die dissipierte Energie nicht rasch genug wegführen kann, entsteht ein Hot-Spot, welcher zu einer Zerstörung des Supraleiters führen kann.

Erste Abhilfe schafft ein elektrischer Bypass, wie er bei spielsweise aus der eingangs genannten Offenlegungsschrift bekannt ist. Dieser elektrische Bypass steht über die ganze Länge eines Hochtemperatursupraleiters mit diesem in elektri schem Kontakt und liegt somit parallel zu jedem potentiellen Hot-Spot. Der elektrische Bypass stellt einen alternativen normalleitenden Strompfad dar, durch welchen ein Fehlerstrom den Hot-Spot umgehen kann und die Spannungsverteilung homoge nisiert wird. Der elektrische Bypass ist typischerweise eine Schicht aus einem auch bei Wärmebehandlungen gegenüber dem Hochtemperatursupraleiter inerten Edelmetall wie Silber oder Gold. Der vom Hot-Spot übernommene Fehlerstrom wird aber auch im elektrischen Bypass Joule'sche Wärme erzeugen, wodurch sich auch dieser mehr oder weniger schnell aufheizt und letztendlich Schaden nimmt.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Hochtemperatur supraleiteranordnung der eingangs genannten Art sowie eine supraleitende Spule thermisch zu stabilisieren und Beschädi gungen durch Hot-Spots zu verhindern. Diese Aufgabe wird ge löst durch eine Hochtemperatursupraleiteranordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch eine supraleitende Spule mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8.

Kern der Erfindung ist es, die Ausbildung von Temperatur gradienten zu begrenzen indem die in einem überbelasteten Su praleiter lokal im Bereich eines potentiellen Hot-Spots er zeugte Wärme möglichst schnell weggeführt wird. Da die Wärme leitfähigkeit des Supraleiters allein zu diesem Zweck nicht ausreicht, wird ein keramischer Wärmeableiter mit einer effi zienten Wärmeleitfähigkeit in guten thermischen Kontakt mit dem Supraleiter gebracht. Dieser keramische Wärmeableiter er setzt zumindest teilweise die den Leiterverbund umgebende elektrische Isolation. Lokal entstehende Wärmeenergie wird durch den keramischen Wärmeableiter zu einem Kühlmedium oder zu anderen Abschnitten des Supraleiters weitergeleitet.

Der keramische Wärmeableiter wird vorzugsweise mittels thermischer Verfahren wie Flamm- oder Plasmaspritzen sowie Wirbel- oder Sprühsintern direkt, d. h. ohne weitere Zwischen schicht, auf den Supraleiter aufgebracht. Liegt der Supralei ter in Drahtform vor, wird eine Unterlage, beispielsweise ein Spulenkörper auf welchen der Draht anschliessend gewickelt wird, als Wärmeableiter präpariert.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen gehen aus den abhän gigen Patentansprüchen hervor.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei spielen im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1a und 1b zeigen je einen Ausschnitt aus einem Schnitt durch eine Hochtemperatursupraleiteranordnung gemäss der Er findung.

Fig. 2 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Aus schnitt aus einer supraleitenden Spule nach der Erfindung.

Die in den Zeichnungen verwendeten Bezugszeichen sind in der Bezugszeichenliste zusammengefasst. Grundsätzlich sind gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.

WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

In Fig. 1a ist ein Ausschnitt aus einem Querschnitt durch eine Supraleiteranordnung dargestellt. Ein polykristalliner Hochtemperatursupraleiter 10 ist mit einer elektrischen By passschicht 11 flächenhaft verbunden und bildet mit dieser einen Leiterverbund 1. An eine Hauptfläche des Leiterverbun des 1 schliesst eine Schicht eines keramischen Wärmeableiters 2 an. Ein weiterer keramischer Wärmeableiter 2' kann bei spielsweise auf der dem ersten Wärmeableiter 2 gegenüberlie genden Seite des Leiterverbundes 1 angebracht sein. Die ganze Anordnung ist von einem Kühlmedium 3 umgeben, d. h. beispiels weise in flüssigen Stickstoff LN₂ eingetaucht. Die elektri sche Isolation zwischen Kühlmedium 3 und Leiterverbund 1 wird in Fig. 1a ebenfalls durch den Wärmeableiter 2 wahrgenommen.

Der flächenhafte Kontakt zwischen dem keramischen Wär meableiter 2 und der Leiterverbundschicht 1 weist einen ge ringen Wärmeübergangswiderstand auf, damit die in der supra leitenden Schicht 10 und/oder im elektrischen Bypass 11 er zeugte Joulsche Wärme effizient in den keramischen Wär meableiter 2 übergehen kann. Der elektrische Bypass 11 darf nicht zu gut leiten oder muss einen entsprechend geringen Querschnitt aufweisen. Die als elektrischer Bypass 11 in Fra ge kommenden Metallschichten sind somit relativ dünn und bil den gegebenenfalls nur einen kleinen thermischen Übergangswi derstand zwischen dem Supraleiter 10 und dem keramischen Wär meableiter 2. Als Wärmeableiter für die erfindungsgemässe Wärmeverteilung sind die genannten Metallschichten jedoch nicht ausreichend.

Sobald im Fehlerfall der Nennstrom I_N im Supraleiter über schritten wird und die Fehlerstromdichte an der schwächsten Stelle der supraleitenden Schicht 10, d. h. beispielsweise an einer Korngrenze oder in einem bestimmten Kristalliten, die lokale kritische Stromdichte übertrifft, baut sich ein Span nungsabfall auf und Joul'sche Wärme wird erzeugt. Diese Ener gie tritt in den benachbarten keramischen Wärmeableiter 2 über und wird durch diesen vom Ort ihrer Entstehung wegge führt. Diese Wärmeleitung erfolgt sowohl in Richtung des Kühlmediums 3 oder Kältereservoirs als auch zu anderen Ab schnitten des Supraleiters 10 hin. Dadurch werden auch an den potentiellen Hot Spot angrenzende Abschnitte der supralei tenden Schicht 10, in denen die kritische Stromdichte noch nicht erreicht ist, erwärmt und treten in den resistiven Zu stand über, d. h. sie "quenchen". Somit fällt die am Leiter verbund 1 anliegende Spannung nicht nur lokal an der schwäch sten Stelle ab und die Energiedissipation führt nicht zur thermischen Zerstörung des Supraleiters.

Falls die keramische Schicht 2 nicht unmittelbar an das Kühlmedium 3 anschliesst, ist sie vorteilhafterweise so di mensioniert, dass ihre thermische Masse gleichzeitig die Funktion eines temporären Wärmespeichers übernehmen kann. Dies ist dann von Nutzen, wenn ein Überstrom, welcher die Er wärmung des Supraleiters verantwortet, nach kurzer Zeit, d. h. einigen 10 ms, bereits unterbrochen ist und die Anordnung wie der abkühlen kann. Die während einer beschränkten Zeit er zeugte Wärme wird durch den Wärmeableiter vom Ort ihrer Ent stehung weggeführt, zwischengespeichert und während dem Ab kühlvorgang langsam an das Kühlmedium abgegeben.

In Fig. 1b ist eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dargestellt, bei welcher von der elektrischen Iso lationsfestigkeit des keramischen Wärmeableiters 2 profitiert wird. Eine weitere supraleitende Schicht 10' ist auf der der ersten supraleitenden Schicht 10 gegenüberliegenden Seite des keramischen Wärmeableiters 2 vorgesehen und kontaktiert die sen über seine zweite Hauptfläche. In dieser zweiten supra leitenden Schicht 10' fliesst der Strom I vorzugsweise in die zur Stromrichtung in der ersten supraleitenden Schicht 10 entgegengesetzten Richtung. In dieser Anordnung wird auch die Wärmeleitfähigkeit des keramischen Wärmeableiter 2 senkrecht zur Ebene des Leiterverbundes 1 optimal ausgenützt.

Die Supraleiteranordnung kann selbstverständlich noch wei tere Komponenten aufweisen, beispielsweise eine mechanisch verstärkende Faserverbundschicht auf der dem Wärmeableiter 2 gegenüberliegenden Seite des Leiterverbundes 1. Zudem ist die Erfindung nicht auf die in Fig. 1 dargestellte ebene Geometrie beschränkt. Als Hochtemperatursupraleitermaterial kann zum Beispiel schmelzprozessiertes polykristallines Bi₂Sr₂CaCu₂O₈ gewählt werden. Dieses wird gemäss einem in der eingangs ge nannten DE 196 34 424 A1 beschriebenen Verfahren hergestellt, indem eine Grünfolie aus dem entsprechenden Supraleiterpulver und einem Binder sowie Lösungsmitteln einer Temperaturbehand lung zugeführt wird. Dabei wird zuerst der Binder ausgebrannt und anschliessend der Supraleiter unter kontrollierter Sauer stoffatmosphäre partiell aufgeschmolzen. Typische Schicht dicken reichen von 50-2000 µm für den Supraleiter 10, 5-50 µm für den elektrischen Bypass 11 und 100-1000 µm für den keramischen Wärmeableiter 2.

Ausgehend von der eingangs genannten Anordnung besteht die Möglichkeit, den Faserverbundwerkstoff zu modifizieren und als Wärmeableiter einzusetzen. Zur Optimierung der Wärmeleit fähigkeit der Faserverbundschicht muss der Polymermatrix ein zusätzliches Füllmaterial mit einem hohen Wärmeleitungs koeffizienten in ausreichender Menge beigegeben werden. Als Füllmaterial geeignet sind beispielsweise Teilchen aus Alumi niumoxid Al₂O₃, Graphit C, Siliziumcarbid SiC, Magnesiumoxid MgO, Zirkondioxid ZrO₂ oder Aluminiumnitrid AlN. Der Wärme leitkoeffizient λ_V des Faserverbundes kann durch Zugabe eines derartigen Füllmaterials von 0.25 W/Km auf über 1 W/Km ge steigert werden und bewegt sich damit aber erst im Bereich des Wärmeleitkoeffizienten des Supraleiters (λ_SL = 2 W/Km).

Erfolgsversprechender ist die erfindungsgemässe Verwendung eines keramischen Wärmeableiters oder eines tiefschmelzenden Glases. In Frage kommende Materialien sind Magnesiumoxid MgO, Aluminiumoxid Al₂O₃, Siliziumcarbid SiC, Siliziumnitrid SiN oder Aluminiumnitrid AlN. Dabei wird von der Tatsache profi tiert, dass die Wärmeleitkoeffizienten λ dieser elektrischen Nichtleiter im Bereich der hier interessierenden Betriebstem peratur von 77 K ihre maximalen Werte von bis zu 180 W/Km er reichen (zum Vergleich: λ_Cu (77 K) ≈ 400 W/Km). Um diese Ei genschaft der Keramik ausnutzen zu können, ist wiederum der gute thermische Kontakt zum Leiterverbund ein wesentliches Kriterium.

Keramische Wärmeableiter werden auf verschiedene Arten mit dem Leiterverbund in Kontakt gebracht. Ein optimaler thermi scher Kontakt wird erreicht, indem der Wärmeableiter als Ke ramikbeschichtung direkt auf den vorpräparierten Leiterver bund aufgebracht und auf jedwelche Zwischenschicht verzichtet wird. Bei diesem Aufbau der keramischen Wärmeableiterschicht unmittelbar an ihrem späteren Wirkungsort bildet sich ein stoffschlüssiger, mechanisch dauerhafter Kontakt zwischen Leiterverbund und Wärmeableiter. Bei geeigneter Wahl der Beschichtungsmaterialien kommen beispielsweise Sprüh- und Wirbelsinterverfahren, wie sie seit langem eingesetzt werden zur Aufbringung von Isolationen auf metallische Leiter, oder thermische Spritzverfahren wie Flammspritzen oder Plas maspritzen in Betracht. Weiter können ebendiese Verfahren auch in einem ersten Schritt zur Präparation einer Unterlage oder eines Substrats als keramischer Wärmeableiter eingesetzt werden. In einem zweiten Schritt erfolgt daraufhin die Kon taktierung des Supraleiters, gegebenenfalls mittels eines thermisch leitenden Klebers.

Beim Sprühsinter-Verfahren wird das Beschichtungsmaterial in pulverisierter Form elektrostatisch aufgeladen, auf den vorgewärmten, zu beschichtenden Leiter abgeschieden und dort zum Schmelzen gebracht. Dazu wird das Beschichtungsmaterial mit Hilfe eines Trägergases, bevorzugt getrockneter Luft oder Stickstoff, vernebelt. Beim Wirbelsinterverfahren wird der zu beschichtende Leiter in eine homogenisierte pulverförmige Masse aus einem schmelzbaren Beschichtungsmaterial getaucht und auf eine für den Leiter unschädliche Temperatur geheizt. Ein Teil des Pulvers schmilzt und lagert sich auf der Ober fläche des Leiters ab. Die Lagendicke wird durch die Verweil dauer des Leiters im Wirbelsinterbecken gesteuert.

Als weitere Variante zur Aufbringung einer Keramikschicht sind thermische Spritzverfahren (thermal spray coatings) wie Flammspritzen oder Plasmaspritzen einsetzbar. Dabei wird ein metallisches oder keramisches Pulver aus dem aufzutragenden Material in eine Flamme oder einen Plasmastrahl eingeführt. Dieses Pulver schmilzt auf der Stelle und wird gegen die zu beschichtende Oberfläche gespritzt, wo sich das Material ver festigt und eine durchgehende Schicht bildet. Insbesondere keramische Beschichtungen sind wegen ihrer hohen thermischen und chemischen Stabilität gut erforscht und können in einem 2-Komponenten Spritzverfahren mit Glas- oder Magnesiumoxidfa sern verstärkt oder anderweitig modifiziert werden.

Andererseits ist es möglich, in einem sogenannten Co-Reaktions- oder In-Situ Prozess gleichzeitig mit der Präpara tion des Supraleiters einen ausgezeichneten Kontakt zwischen einem Leiterverbund und einem keramischen Wärmeableiter zu erzielen. Beim eingangs erwähnten partiellen Schmelzprozess werden die Grünfolie und der angehende keramische Wärmeablei ter zusammen einer Wärmebehandlung unterworfen, welche die Grünfolie in eine supraleitende Schicht überführt und eine ausgezeichnete mechanische Haftung zwischen Letzterer und der Keramik schafft. Beispielsweise kann die Grünfolie auf einer Silberfolie, welche sich wiederum auf einer Unterlage aus Ma gnesiumoxid (MgO) oder Aluminiumoxid (Al₂O₃) befindet, dem Co-Reaktionsprozess zugeführt werden.

Bei Anwendungen von Hochtemperatursupraleitern in Strombe grenzern oder Spulen sind Leiter oder Drähte oft in Form von geometrisch parallel verlaufenden Bahnen oder Windungen ange ordnet. Die Vergleichmässigung oder Schwächung des elektri schen Feldes zwischen Abschnitten zweier benachbarter Leiter bahnen oder zweier aufeinanderfolgender Windungen sowie zwi schen einem Leiter und einer geerdeten Abschirmung kann durch eine geeignete Modifizierung des keramischen Wärmeableiters erfolgen. In Letzteren wird zu diesem Zweck ein pulverförmi ger Zusatz mit einer gegenüber dem Material der Keramik hohen Dielektrizitätskonstanten eingebettet. Sehr geeignet dazu ist beispielsweise Kohlenstoff in Form von Russ (carbon black), durch welchen dem keramischen Wärmeableiter die gewünschten feldsteuernden Eigenschaften verliehen werden können.

In Fig. 2 ist eine supraleitende Spule dargestellt, bei wel cher ein supraleitender Draht 6 auf einen Spulenkörper 4 auf gewickelt ist. Der Spulenkörper 4 ist als Hohlzylinder ausge bildet und seine innere Oberfläche 41 steht mit einem Kühl mittel 3 in Kontakt. Die auf einen elektrisch isolierenden, äusseren Bereich 40 des Spulenkörpers 4 aufgebrachte Wicklung 5 umfasst eine erste Lage, von welcher in Fig. 2 nur 3 Windun gen gezeigt sind. Daran können sich weitere, hier nicht ge zeigte Lagen anschliessen, von denen die äusserste wiederum mit dem Kühlmittel in Kontakt steht. Die verwendeten supra leitenden Drähte 6 umfassen auch einen normalleitenden elek trischen Bypass und sind meist von einer Isolation auf Pa pierbasis umgeben.

Die üblicherweise verwendeten Spulenkörper aus Glasfaser kunststoff haben eine schlechte thermische Leitfähigkeit, weshalb die thermische Masse des Spulenkörpers 4 und gegebe nenfalls des innenseitig daran anschliessenden Kühlmediums 3 weitgehend ungenutzt bleibt. Um die in der ersten Lage der Wicklung 5 erzeugte Wärme besser zu verteilen oder abzuleiten wird erfindungsgemäss zumindest der äussere Bereich 40 des Spulenkörpers 4 als keramischer Wärmeableiter ausgebildet. Wie vorgängig ausgeführt dient Letzterer als thermischer By pass zum Schutz des Supraleiters vor thermischer Zerstörung bei Hot-Spots, indem die in einem Leiterabschnitt erzeugte Joul'sche Wärme radial gegen Innen, d. h. in Richtung des Kühlmediums 3, weggeführt oder in angrenzende Abschnitte oder benachbarte Windungen weitergeleitet wird.

Als Spulenkörper 4 können selbsttragende, möglicherweise faserverstärkte Keramikrohre oder keramikbeschichtete Metall rohre, insbesondere aus Stahl, oder Glasfaserrohre Verwendung finden. Übernimmt eine Keramik-Beschichtung die Funktion ei nes keramischen Wärmeableiters im äusseren Bereich 40 des Spulenkörpers 4, wird diese mittels der erwähnten Verfahren aufgetragen und der supraleitende Draht 6 unmittelbar auf diese Schicht gewickelt. Der äussere Bereich 40 dient gleich zeitig der elektrischen Isolation gegenüber einem metalli schen Bereich oder gegenüber einem Eisenkern. Falls der Spu lenkörper 4 eine offene Porosität aufweist kann zur Verbesserung der elektrischen Isolation der gesamte Spulenkörper 4 oder zumindest dessen äusserer Bereich 40 imprägniert werden. Als Imprägniermittel kommen Epoxidharze sowie Öl, welches bei Betriebstemperatur im festen Aggregatzustand vorliegt, in Betracht. Falls im Innern des Spulenkörpers kein Kühlmedium 3 vorgesehen ist, oder falls der Spulenkörper nicht durchge hend, d. h. über seine ganze Dicke, eine verbesserte Wärme leitfähigkeit aufweist, muss der äussere Bereich 40 des Spu lenkörpers eine von der während einer kurzen Zeit maximal er zeugten Wärmemenge abhängige Mindestdicke aufweisen.

Bei mehrlagigen Spulen ist vorteilhafterweise zwischen auf einanderfolgenden Lagen ebenfalls eine keramische Wärmeab leitschicht vorgesehen. Diese Schicht unterstützt die elek trische Isolation der Lagen und gewährleistet gleichzeitig einen maximalen Wärmeaustausch von Lage zu Lage oder von ei nem ersten Abschnitt des Drahts zu einem benachbarten Ab schnitt. Auf der äussersten Lage der Wicklung wiederum wird eine erfindungsgemässe Keramikschicht zur elektrischen Isola tion und zur Wärmeableitung mittels der erwähnten Techniken aufgetragen und garantiert einen optimierten Wärmetransfer zu dem die Spule umgebenden Kühlmedium.

Insgesamt ergibt sich unter Verwendung eines erfindungsge mässen keramischen Wärmeableiters 2 ein wirksamer Schutz ei ner Hochtemperatursupraleiteranordnung gegen die Bildung von Hot-Spots und der darauffolgenden thermischen Zerstörung. Die ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit des keramischen Wärmeablei ters 2 ermöglicht eine gegenüber herkömmlichen elektrischen Isolationsschichten verbesserte Verteilung von lokal erzeug ter Joulscher Wärme auf einen grossen Bereich, verringert so mit Temperaturgradienten in der supraleitenden Schicht 10 und favorisiert ein homogenes Quenchen und eine kontrollierte Er wärmung des Supraleiters.

BEZUGSZEICHENLISTE

1

Leiterverbund

10

,

10

' Supraleiter

11

Elektrischer Bypass

2

,

2

' Keramischer Wärmeableiter

3

Kühlmedium

4

Spulenkörper

40

äusserer Bereich

41

innere Oberfläche

5

Wicklung

6

Supraleitender Draht

Claims

1. Hochtemperatursupraleiteranordnung mit einem Leiterverbund (1) aus einem polykristallinen Supraleiter (10) und einem elektrischen Bypass (11), dadurch gekennzeichnet, dass ein keramischer Wärmeableiter (2) zur Verminderung von Tempe raturgradienten vorhanden ist, welcher mit dem Leiterver bund (1) in thermischem Kontakt steht.

2. Hochtemperatursupraleiteranordnung nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass der polykristalline Supraleiter (10) aus einem pulverförmigen Ausgangsmaterial hergestellt ist.

3. Hochtemperatursupraleiteranordnung nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass der keramische Wärmeableiter (2) hauptsächlich aus Magnesiumoxid MgO, Aluminiumoxid Al₂O₃, Siliziumcarbid SiC, Siliziumnitrid SiN oder Alumi niumnitrid AlN besteht.

4. Hochtemperatursupraleiteranordnung nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass der keramischer Wärmeableiter (2) mit dem Leiterverbund (1) in direktem und mechanisch dauerhaftem Kontakt steht.

5. Hochtemperatursupraleiteranordnung nach Anspruch 4, da durch gekennzeichnet, dass der keramische Wärmeableiter (2) mittels Sinterverfahren oder thermischen Spritzverfah ren auf den Leiterverbund (1) aufgebracht ist.

6. Hochtemperatursupraleiteranordnung nach Anspruch 4, da durch gekennzeichnet, dass der keramische Wärmeableiter (2) durch einen Co-Sinterprozess gleichzeitig mit dem Su praleiter (10) präpariert ist.

7. Hochtemperatursupraleiteranordnung nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass dem keramischen Wärmeableiter (2) ein Material mit einer hohen Dielektrizitätskonstanten zur Feldsteuerung beigemischt ist.

8. Supraleitende Spule mit einem Spulenkörper (4) und einer Wicklung (5) aus einem supraleitenden Draht (6), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein äusserer Bereich (40) des Spulenkörpers (4) als keramischer Wärmeableiter ausge bildet ist.

9. Supraleitende Spule nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich net, dass der gesamte Spulenkörper (4) als keramischer Wärmeableiter ausgebildet ist und über eine innere Ober fläche (41) mit einem Kühlmedium (3) in Kontakt steht.

10. Supraleitende Spule nach Anspruch 8 oder 9, dadurch ge kennzeichnet, dass auf einer äussersten Lage der Wicklung (5) eine weitere keramische Schicht als Wärmeableiter vor gesehen ist.