DE4128011C2 - Verfahren zum Herstellen eines flexiblen supraleitenden Bandes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines supraleitenden Bandes.

Beim praktischen Einsatz von Supraleitern sind nicht nur die supraleitenden Eigenschaften von Bedeutung, d. h. die kritische Temperatur T_c, das kritische Magnetfeld H_c und die kritische Stromdichte J_c, sondern auch die mechanischen Eigenschaften, wie die Flexibilität, die Festigkeit, die Härte und die Geschmeidigkeit oder Verformungsfähigkeit, usw. Unter diesen mechanischen Eigenschaften werden die Verformungsfähigkeit und die Flexibilität bzw. das Dehnungsvermögen i. a. als besonders wichtig für den Einsatz des supraleitenden Materials angesehen, da elektrische Leiter des öfteren als Elemente mit größerer Längserstreckung, also in Band- oder Drahtform, insbesondere in Spulen gewickelt, zur Erzeugung von Magnetfeldern benötigt werden. Ist das supraleitende Material spröde, dann ist es schwierig, es zu elektrischen Leitungsdrähten zu formen, so daß sein praktischer Wert gering ist.

Es ist somit ein wichtiges Ziel bei der Entwicklung von Supraleitern Stoffe zu finden, die nicht nur supraleitende Eigenschaften bei einer gewissen Temperatur aufweisen, sondern auch flexibel, also dehnbar und biegsam sind, so daß sie zu einer Spule mit geringem Durchmesser gewickelt werden können.

Für praktische Anwendungen sollte die kritische Stromdichte J_c eines supraleitenden Drahtes in der Größenordnung von 10⁴ A/cm² liegen, damit ein entsprechend brauchbares hohes Magnetfeld erzeugt werden kann. Der supraleitende Draht wird gewöhnlich für diese Anwendung zu Spulen gewickelt. Es ist jedoch allgemein bekannt, daß ein supraleitender Draht die größte kritische Stromdichte J_c bei gerader Erstreckung aufweist und bei Biegung J_c absinkt. Je stärker die Krümmung ist, um so größer ist der Abfall in der kritischen Stromdichte J_c. Zwangsläufig sinkt damit bei einer Spule mit kleinem Durchmesser auch das Magnetfeld entsprechend.

Die US-PS 4,975,416 offenbart ein Verfahren zum Herstellen eines supraleitenden Keramikdrahtes. Hierbei werden zwei chemische Zusammensetzungen erzeugt, nämlich als erstes ein System A mit der Form
Bi₂Sr₂Ca₂Cu₃O_x
und zwar unter Verwendung einer Mischung, die ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Bi₂O₃, SrCO₃, CaCO₃ und CuO. Die zweite Zusammensetzung, als System B bezeichnet, hat die Form:
Bi_1,6Pb_0,4Sr₂Ca₂Cu₃O_x,
erzeugt unter Verwendung einer Mischung, ausgewählt aus der Gruppe, umfassend Bi₂O₃, PbO, SrCO₃, CaCO₃ und CuO.

Ein supraleitender Draht aus System A oder System B kann zu einem Bogen mit einem Krümmungsradius gebogen werden so gering als etwa 0,5 cm, jedoch nur mit einer kritischen Stromdichte J_c von 250 A/cm².

Der supraleitende Draht aus System B hat eine kritische Temperatur T_c(R=0) = 101°K (wobei R=0 in der ganzen Beschreibung einen Widerstand Null darstellt) und eine kritische Stromdichte J_c = 100 A/cm² bei 77°K in einem Nullmagnetfeld. Wird ferner Ag₂O der Zusammensetzung des Systems B in einer Menge von 20 GEW% zugesetzt, dann ergäben sich zwei Drähte mit verbesserter Biegsamkeit und zwar der eine mit:
T_c(R=0)=87°K, J_c=250 A/cm² (77°K, Nullmagnetfeld)
und der andere mit:
T_c(R=0)=102°K, J_c=250 A/cm² (77°K, Nullmagnetfeld).

Die Druckschrift zeigt somit einen sehr biegsamen supraleitenden Draht. Jedoch ist die kritische Stromdichte J_c nach wie vor nicht zufriedenstellend, wenn der Draht zu einer Spule mit einem kleinen Krümmungsradius gebogen werden soll.

In der EP-0 409 150 A2 wird ebenfalls die Herstellung eines supraleitenden Bandes auf Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O-Basis beschrieben, wobei auch das wiederholte Verformen (oder Pressen) und die sich daran anschließende Wärmebehandlung beschrieben ist. Über die Stärke des hergestellten Drahtes werden hierbei keine genauen Angaben gemacht, jedoch ausgeführt, daß der Draht auf 0,7 mm Dicke gewalzt und einem weiteren Kaltwalzprozeß unterzogen wird. Da hierbei der Umformgrad beschränkt ist, ist eine Enddicke von ca. 0,3 mm zu erwarten, wodurch die weitere Biegsamkeit und Wickelfähigkeit zu einer Spule begrenzt ist.

In der DE 38 17 693 C2 wird die Herstellung eines Supraleiters in Drahtform beschrieben, dessen Dicke bei 0,55 bis 0,065 mm als unterer Grenzwert angegeben ist. Darüber hinaus wird ausgeführt, daß im Gegensatz zu der bisher vorherrschenden Entwicklungsrichtung, nämlich die supraleitenden Drähte so dünn wie möglich zu machen, im Gegensatz dazu die Drähte nicht dünn ausgelegt werden sollen; vielmehr soll die Oberfläche der Hülse mit Mikro-Öffnungen "perforiert" werden, um dadurch die gleiche Wirkung zu erzielen wie bei den sonst relativ dünn ausgeführten Drähten des Standes der Technik.

In der GB-Z Cy rogenics, Vol. 29, Januar 1989, S. 3 bis 5 wird beschrieben, daß die Dicke des Bandes bei 77 K geringer als 0,3 mm und bei 20 K geringer als 0,1 mm sein soll, um die magnetische Stabilität zu gewährleisten. Hierbei soll bei höheren Temperaturen ein dickeres Band verwendet werden, wodurch sich eine relativ geringe Flexibilität ergibt.

Aus der Druckschrift "High Temperature Superconductors; Material Aspects" Proc. of ICMC ′90 Topical-Conf. on Mat.-Aspects of MTC- Superconductor, S. 1011 bis 1016 ist weiterhin bekannt, daß die Biegefähigkeit der supraleitenden Bänder mit verringertem Kerndurchmesser verbessert werden kann. Hierbei ist jedoch die erreichbare kritische Stromdichte auf etwa 3400 A/cm² begrenzt und das Stromdichtenverhältnis eines einheitlichen Kerndrahtes oder -bandes (mono-core) grundsätzlich kleiner als 1,0, während dieser angestrebte Wert nur mit erheblich aufwendiger herzustellendem Mehrfachkern (multi-core) zu erreichen ist.

Aus der EP-A-0 297 707 ist schließlich zu entnehmen, daß das Hüllenmaterial um so stärker auszubilden ist, je größer der mögliche Reduktionsgrad sein soll, um ein Brechen des Supraleiters beim mechanischen Verformen zu vermeiden, wobei das Verhältnis der Querschnittsflächen von Mantel zu Kern bis zu 2,85 betragen kann. Hierbei handelt es sich jedoch um ein gattungsfremdes Supraleitermaterial, nämlich Y-Ba-Cu-O. Zudem wird dabei nur eine kritische Stromdichte von 1100 A/cm² brauchbaren Magnetfeldes kaum ausreichend ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines supraleitenden Bandes mit der Flexibilität oder Biegsamkeit des bekannten Drahtes oder Bandes anzugeben, wobei jedoch bei gleichem Krümmungsradius eine höhere kritische Stromdichte J_c erzielt werden soll.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist gekennzeichnet durch die Merkmale des Patentanspruches 1.

Es ist von besonderer Wichtigkeit für die Erfindung, daß das Band auf eine Gesamtdicke von 0,045 mm gepreßt wird, wobei davon 0,010 mm auf den supraleitenden Kern entfallen, da sonst das Band nicht die hervorragenden supraleitenden Eigenschaften aufweist. Das unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte Band hat die folgenden supraleitenden Eigenschaften:

(1) T_c(R=0)=110°K und
(2) J_c = 13600 A/cm² für r = Unendlich bis 1,0 cm und
J_c = 7800 A/cm² für r = 0,4 cm,

wobei r der Krümmungsradius ist, wenn das Band zu einem Bogen geformt wird.

Das supraleitende Band der Erfindung ist hochflexibel und behält trotzdem seine hohe kritische Stromdichte bei der Temperatur des flüssigen Stickstoffs (77°K) bei, wenn es mit einem kleinen Krümmungsradius gebogen wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigt

Fig. 1A-1D schematische Darstellungen zur Erläuterung der einzelnen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens, nämlich

Fig. 1A das Einfüllen von Pulver in eine Silberröhre,

Fig. 1B das Fließpressen der Silberröhre durch eine Lochplatte,

Fig. 1C das Walzen oder Ausrollen der fließgepreßten Silberröhre und

Fig. 1D die Wärmebehandlung des dünnen Bandes;

Fig. 2A die Anbringung des Bandes auf einer isolierten Platte;

Fig. 2B das zu einem Bogen geformte Band mit einer Vierpunktmeßanordnung;

Fig. 3 eine grafische Darstellung des Widerstands über der Temperatur eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten supraleitenden Bandes;

Fig. 4A-4B zwei grafische Darstellungen der I-V-Eigenschaften des Bandes für verschiedene Krümmungsradien;

Fig. 5 eine grafische Darstellung entsprechend denjenigen der Fig. 4A-4B der I-V-Kurve eines Bandes bei unterschiedlichen Dicken; und

Fig. 6 eine grafische Darstellung der J_c/J_c0-C-Kurve für verschiedene Muster des supraleitenden Bandes mit unterschiedlichen Dicken.

Herstellungsverfahren

Die zur Bildung des supraleitenden Bandes auf Bi-Basis mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendete Zusammensetzung lautet:

Bi_1,81Pb_0,43Sr_1,71Ca_2,14Cu₃0_x.

Sie kann entweder durch eine Mischung aus Bi₂O₃, PbO, SrCO₃, CaCO₃ und CuO oder eine Lösungsmischung aus Bi(NO₃)·5H₂O, Pb(NO₃)₂, Sr(NO₃)₂, Ca(NO₃)₃·4H₂O und Cu(NO₃)₂·3H₂O hergestellt werden.

Das zur Herstellung der Zusammensetzung gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendete Lösungsverfahren umfaßt die folgenden Schritte:

• 1) Bereiten einer Lösung einer Mischung von Bi(NO₃)₃·5H₂O, Pb(NO₃)₂, Sr(NO₃)₂, Ca(NO₃)₃·4H₂O und Cu(NO₃)₂·3H₂O mit einem Atomgewichtsverhältnis von Bi:Pb:Sr:Ca:Cu = 1,81:0,43:1,71:2,14:3;
• 2) Zusetzen von Oxalsäure enthaltend eine Oxalsäure und ein Kupfernitrat in einem Gewichtsverhältnis von 5,1:3 zu der Lösung;
• 3) Inbewegunghalten, insbesondere Rühren der Lösung für zwei Stunden und Titrieren der Lösung mit einer 25%igen Ammoniumhydroxidlösung auf pH=7;
• 4) Baden der Lösung in einem 120°C Öl für eine Gelbildung;
• 5) Einbringen des im Schritt (4) gebildeten Gels in einen Ofen für eine organische Zersetzung bei 300°C für drei Stunden; und
• 6) Kalzinieren des Produkts aus Schritt (5) bei 800°C für zwölf Stunden.

Eine Pulver-in-der-Röhre-Methode wird danach zur Herstellung von supraleitenden Bändern unter Verwendung des gemäß den vorstehend beschriebenen Schritten hergestellten Pulvers angewandt. Einzelheiten zu dieser Methode sind aus dem Aufsatz "High-J_c Silver-sheathed Bi-Based Super-conducting Wires" zu entnehmen, veröffentlicht in "IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS", Band 27, Nr. 2, März 1991, S. 1231 bis S. 1238.

Die bei der Erfindung verwendete Röhre ist aus Silber, so daß das fertige Band eine Silberhülle besitzt. Wie aus den Fig. 1A-1D ersichtlich, erfolgt die Herstellung mittels der Schritte: Einfüllen des Präkursors (d. h. des Vorläufers des wie vorstehend angegeben hergestellten Pulvers) in eine Silberröhre 10 (Fig. 1A); Fließpressen der Silberröhre 10 durch eine Lochplatte 20 unter Durchmesserreduzierung (Fig. 1B); Walzen oder Rollen der dünnen Silberröhre 11 zur Form eines dünnen Bandes 12 (Fig. 1C); und Sintern des dünnen Bandes 12 in einem Ofen 40 (Fig. 1D).

Die Silberröhre 10 des bevorzugten Ausführungsbeispiels besitzt einen Innendurchmesser von 4 mm, einen Außendurchmesser von 6 mm und eine Länge von 200 mm. Die Reduzierung des Durchmessers der Silberröhre 10 insbesondere durch Fließpressen od. dgl. erleichtert das Pressen der Silberröhre 10 zu einem dünnen Band. Im einzelnen erfolgt das Fließpressen durch eine Lochplatte 20 mit einer Reduktionsrate von 20% pro Durchlauf, wobei die Silberröhre 10 zwischen zwei Durchläufen auf eine Temperatur von ca. 550°C erhitzt wird. Der Außendurchmesser liegt dann bei 0,6 bis 0,7 mm.

Die im Durchmesser verringerte Silberröhre 11 wird dann mittels einer Rolle 30 kaltgewalzt, um sie zu einem dünnen Band 12 mit einer Dicke von ca. 0,3 bis 0,6 mm zu pressen, gefolgt von einem weiteren Pressen des dünnen Bandes 12 zur weiteren Reduzierung von dessen Dicke auf etwa 0,1 mm.

Nun erfolgt eine Hitzebehandlung des dünnen Bandes 12 zur Bildung von supraleitenden Phasen. Die Wärmebehandlung ist ein Sintervorgang mit den folgenden Schritten:

• a) Erhitzen des dünnen Bandes in einem Ofen 40 mit einer Temperatur, die von Raumtemperatur auf 843°C mit einer Rate von 100°C pro Stunde ansteigt;
• b) Aufrechterhalten der Temperatur im Ofen 40 auf 843°C für 24 Stunden; und
• c) Verringern der Temperatur in dem Ofen 40 auf Raumtemperatur mit einer Rate von 60°C pro Stunde.

Zur Erzeugung von dichteren und besser orientierten Körnern in dem dünnen Band 12 wird dieses nach dem zuvor beschriebenen Sintervorgang weitergepreßt, um seine Dicke auf ca. 0,060 bis 0,080 mm zu verringern. Hiernach wird der vorstehende Sintervorgang nochmals mit dem gepreßten dünnen Band 12 wiederholt.

Nach dem zweiten Sintervorgang wird das dünne Band 12 nochmals zur Reduzierung seiner Gesamtdicke auf ca. 0,045 mm gepreßt. Nun folgt ein weiterer Sintervorgang mit den folgenden Schritten:

• a) Erhitzen des Bandes im Ofen 40 auf eine Temperatur, die von Raumtemperatur auf 843°C mit einer Rate von 100°C pro Stunde ansteigt;
• b) Aufrechterhalten der Temperatur im Ofen 40 bei 843°C für 36 bis 48 Stunden; und
• c) Verringern der Temperatur in dem Ofen 40 auf Raumtemperatur mit einer Rate von 60°C pro Stunde.

Das so hergestellte dünne Band wurde nach jedem Pressen in dem vorstehend beschriebenen Verfahren dreimal gesintert um zu gewährleisten, daß sich die supraleitende Phase in dem Kern des dünnen Bandes bildet. Wenn die Dicke des Bandes 12 schrittweise reduziert wird und nach jedem Pressen eine Wärmebehandlung des Bandes durchgeführt wird, erhält man dichtere und besser orientierte Körner in dem Band, sowie eine bessere supraleitende Phase.

Gemäß Fig. 2A-2B wird ein erster Test durchgeführt, um die Flexibilität oder Biegsamkeit des so hergestellten Bandes zu prüfen. Das Band wurde zuerst gemäß Fig. 2A auf eine isolierte Platte aufgebracht, und dann wurde die isolierte Platte gemäß Fig. 2B gebogen. Wie aus Fig. 2B ersichtlich, war der Krümmungsradius 1,05 cm. Das Ergebnis war, daß bei diesem Krümmungsradius das Band nicht gebrochen ist.

Es wurden weitere drei Experimente durchgeführt, um die supraleitenden Eigenschaften des Bandes unter Verwendung der Vierpunktmeßanordnung gemäß Fig. 2B zu prüfen. Beim ersten Experiment wurde die kritische Temperatur des Bandes geprüft; beim zweiten Experiment wurde die Wirkung des Biegens des Bandes auf die kritische Stromdichte J_c geprüft; und im dritten Experiment erfolgte eine Prüfung der Wirkung der Banddicke auf die kritische Stromdichte J_c.

Da das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte supraleitende Band eine Silberhülle besitzt, enthält nur ein Bruchteil des Querschnitts die supraleitende Zusammensetzung auf Bi-Basis. Die Dicke dieses supraleitenden Abschnitts sei mit t_sc und die Gesamtdicke des Bandes mit t bezeichnet.

Test 1: Widerstands-/Temperaturverhalten

Fig. 3 zeigt das Ergebnis eines Tests des Widerstands-/ Temperaturverhaltens des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten supraleitenden Bandes. Es ist ersichtlich, daß der Widerstand des Bandes bei dessen Abkühlen auf eine Temperatur von nahe 110°K rasch auf Null abfällt. Die kritische Temperatur des supraleitenden Bandes ist somit T_c(R=0) = 110°K.

Test 2: Änderungen von J_c bei Krümmung des Bandes

Es wurde ein Band hergestellt mit einer Länge von 22 mm, einer Breite von 2,5 mm und einer Gesamtdicke von 0,045 mm. Das Band wurde auf ein Stück einer isolierten Aluminiumplatte gemäß Fig. 2A aufgebracht, und es wurde gemäß Fig. 2B eine Vierpunktmeßanordnung (mit einem Kriterium von 1 µV/cm) vorgesehen, um das Stromspannungsverhalten bei unterschiedlichen Krümmungsradien zu untersuchen. Insbesondere wurde bei diesem Test der jeweilige I-V-Wert festgestellt, während das Band nacheinander zu Bögen mit unterschiedlichem Krümmungsradius gebogen wurde. Der erste Test ist ohne Biegung, d. h. das Segment ist gerade und der Krümmungsradius r₁ = Unendlich. Hiernach wurde der Test fortgesetzt und das gleiche Band wurde nach und nach zu einem Bogen mit folgenden Krümmungsradien gebogen: r₂=7,20 cm, r₃=3,30 cm, r₄=2,00 cm, r₅=1,50 cm, r₆=1,40 cm, r₇=1,20 cm, r₈=0,90 cm, r₉=0,67 cm, r₁₀=0,60 cm, r₁₁=0,50 cm und r₁₂=0,40 cm.

Für jeden unterschiedlichen Krümmungsradius r₁ bis r₁₂ wurden unterschiedliche Ströme angelegt, und es wurde die dazu entsprechende Spannung gemessen, wobei sich die in Fig. 4A und 4B gezeigten Kurven ergaben. Die Abszisse zeigt den angelegten Strom I, die Ordinate ist der jeweils entsprechende Spannungswert V, und jede Kurve entspricht einem unterschiedlichen Krümmungsradius. Die I-V-Kurven für die Krümmungsradien r₁ bis r₈ sind in Fig. 4A, diejenigen für die Krümmungsradien r₉ bis r₁₂ in Fig. 4B gezeigt.

Aus den Testergebnissen läßt sich schließen, daß die kritische Stromdichte J_c fast konstant bei 10 200 A/cm² liegt, wenn das Band mit Krümmungsradien von Unendlich bis 0,9 cm gebogen wird. Bei einer weiteren Biegung bis 0,67 cm ergibt sich eine erkennbare Verringerung von J_c. Bei r=0,4 cm wird J_c gemessen als 7800 A/cm², was verglichen mit den Werten der anfangs genannten US-Patentschrift, nämlich bei r=0,5 cm J_c=250 A/cm² offensichtlich immer noch wesentlich günstiger ist.

Zusätzlich wurde für Vergleichszwecke ein weiterer ähnlicher Test ausgeführt und zwar bei unterschiedlicher Gesamtdicke von t=0,07 mm (t_sc=0,020 mm). Auch dieses Band wurde schrittweise nach und nach zu einem Bogen mit folgenden Krümmungsradien gebogen:
r₀=Unendlich, r₁,=1,80 cm, r₂,=1,00 cm, r₃,=0,70 cm, r₄,=0,55 cm und r₅,=0,42 cm. Fig. 5 zeigt die gewonnenen entsprechenden Kurven.

Die I-V-Kurve für r₁,=1,80 cm entspricht nahezu derjenigen für r₀=Unendlich (gerades Segment), so daß sich dafür in Fig. 5 nur eine einzige Kurve ergibt. Die Testergebnisse zeigen, daß sich die kritische Stromdichte J_c dieses Bandes nicht wesentlich verringert, bis das Band mit einem Krümmungsradius unter r₁,=1,80 cm gebogen wird. Ein Vergleich der Kurve für r₁,=1,80 cm mit derjenigen Kurve von r₂,=1,00 cm zeigt, daß die kritischen Stromdichten J_c gleich sind (nämlich J_c=13600 A/cm²), daß aber bei höheren Strömen der Normalzustandswiderstandswert abweicht. Dies kann durch einige Mikrosprünge in dem Band bewirkt sein, die sich bei dessen Biegen (bei Raumtemperatur) ergeben. Dies mag bedeuten, daß der Wert der Krümmung C des Bandes, der der Reziprokwert des Krümmungsradius ist, nämlich C=1/r, den Wert der prozentualen Gesamtverlängerung TPE überschreitet, der definiert ist als TPE=(t_sc/BD)·100%, wobei BD der Durchmesser des zu einer kreisförmigen Schleife gebogenen Bandes ist, wobei die kritische Stromdichte J_c des Bandes nicht wesentlich verringert ist.

Test 3: Änderung von J_c abhängig von der Banddicke

Es ist für die Erfindung wesentlich, daß das supraleitende Band auf Bi-Basis gemäß der Erfindung eine Gesamtdicke von 0,045 mm aufweist. Mit diesem Test wird veranschaulicht, wie sich die kritische Stromdichte J_c mit der Banddicke ändert.

Es wurden vier Bandmuster mit folgenden Dicken hergestellt:
t₁ = 0,100 mm (mit t_sc = 0,033 mm),
t₂ = 0,090 mm (mit t_sc = 0,030 mm),
t₃ = 0,070 mm (mit t_sc = 0,020 mm), und
t₄ = 0,045 mm (mit t_sc = 0,010 mm).

Mit diesem Test soll das J_c/J_c0-C-Verhalten der vier Muster bestimmt werden, wobei J_c/J_c0 das Verhältnis von J_c zu J_c0 ist und J_c0 der kritischen Stromdichte J_c bei nicht gebogenem Band entspricht und C die Krümmung des Bandes ist, die gleich 1/r ist.

Das Testergebnis ist in Fig. 6 veranschaulicht, wobei die Krümmung C das Verhältnis J_c/J_c0 in Prozent die Ordinate und die vier Kurven die Werte für die vier Muster darstellen. Es zeigt sich somit aus diesen Kurven, daß J_c rasch für das Bandmuster mit der Dicke t₁=0,100 mm mit steigender Krümmung der Kurve C abfällt. Bei einer Dicke der Bandmuster t₂=0,090 mm, t₃=0,070 mm und insbesondere bei t₄=0,045 mm jedoch ergibt sich nur ein entsprechend geringer Abfall der J_c/J_c0-C-Kurve mit ansteigender Krümmung C. Je geringer die Dicke der Bandmuster ist, um so besser wird die J_c/J_c0-C-Kurve, d. h. daß ein dünneres Band eine größere Stromdichte J_c hat als ein dickeres Band bei gleicher Krümmung.

Die Kurven zeigen ferner, daß man annehmen kann, daß der TPE- Wert des Bandes im Bereich von 0,05% und 0,1% für t_sc < 0,020 mm ist und ferner unter 0,05% für t_sc < 0,020 mm. Dies kann damit erklärt werden, daß die Stromdichte des dünneren Bandmusters höher ist als diejenige eines dickeren Bandmusters. Somit kann der TPE-Wert des Bandes durch Pressen desselben auf eine geringere Dicke verbessert werden.

Claims (1)

1. Verfahren zum Herstellen eines supraleitenden Bandes, gekennzeichnet durch die Schritte:

   • (a) Bereiten einer Vorstufe mit einer supraleitenden Zusammensetzung Bi_1,81Pb_0,43Sr_1,71Ca_2,14Cu₃O_x;
   • (b) Einfüllen der Vorstufe in eine Silberröhre (10);
   • (c) Umformen der Silberröhre (10) in ein Band (12);
   • (d) Wärmebehandeln des Bandes (12), um eine supraleitende Phase im Kern des Bandes (12) zu bilden;
   • (e) Pressen des Bandes (12) auf eine Gesamtdicke von 0,045 mm, wobei davon 0,010 mm auf den supraleitenden Kern entfallen; und
   • (f) Durchführen einer weiteren Wärmebehandlung des Bandes (12), wobei nach jedem Umformvorgang folgende Wärmebehandlung durchgeführt wird
     • (1) Erwärmen des Bandes in einem Ofen (40) mit ansteigender Temperatur von Raumtemperatur (25°C) auf etwa 843°C;
     • (2) Aufrechterhalten der Temperatur in dem Ofen (40) auf 843°C für ca. 24 bis 48 Stunden; und
     • (3) Reduzieren der Temperatur im Ofen (40) auf Raumtemperatur.