DE4234312A1

DE4234312A1 - Verfahren zur Herstellung eines resistiven Strombegrenzers oder Schaltelementes auf der Basis eines Supraleiters

Info

Publication number: DE4234312A1
Application number: DE4234312A
Authority: DE
Inventors: Thomas Dr Baumann
Original assignee: ABB Research Ltd Switzerland
Current assignee: ABB Research Ltd Switzerland
Priority date: 1992-10-12
Filing date: 1992-10-12
Publication date: 1994-04-14

Description

Technisches Gebiet

Bei der Erfindung wird ausgegangen von einem Verfahren zur Herstellung eines resistiven Strombegrenzers oder Schaltelementes auf der Basis eines Supraleiters nach dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 9.

Stand der Technik

Mit dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 9 nimmt die Erfindung auf einen Stand der Technik Bezug, wie er durch K. E. Gray und D. E. Fowler, J. Appl. Phys. 49 (4), April 1978, S. 2546-2555, bekannt ist. Dort wird ein Verfahren zur Herstellung eines supraleitenden Strombegrenzers angegeben, der bei der Temperatur des flüssigen Heliums betrieben wird, was teuer und aufwendig ist. Der Supraleiter steht mit einem nicht supraleitenden Metall in engem Kontakt und ist spiralförmig angeordnet.

Bei derartigen Strombegrenzern, basierend auf Supraleitern, wird von dem Übergang vom supraleitenden zum normalleitenden Zustand Gebrauch gemacht. Dieser Übergang kann durch ein Überschreiten der kritischen Werte für Strom und/oder Magnetfeld geschehen, wobei es besonders günstig ist, wenn dadurch eine Erwärmung auf eine Temperatur oberhalb der kritischen Übergangstemperatur T_c erreicht wird (thermisches Quenchen). Bei der rein resistiven Strombegrenzung ist der Supraleiter in Reihe zwischen einem Erzeuger und einem Verbraucher geschaltet. Er muß so dimensioniert sein, daß er unter normalen Betriebsbedingungen keine ohmschen Verluste hat, d. h., der fließende Strom muß kleiner als der kritische Strom sein. Wenn sich in einem Fehlerfall der Strom über den kritischen Strom erhöht, setzen sofort ohmsche Verluste ein, und der Supraleiter heizt sich innerhalb von 100 ms auf eine Temperatur oberhalb der kritischen Übergangstemperatur T_c auf. (Bei Hochtemperatursupraleitern liegt der spezifische Normalwiderstand in der Größenordnung von 1 mΩcm.)

Die Begrenzungswirkung dieses Bauteiles steigt proportional zum Normalwiderstand des Supraleiters und somit proportional zu seiner Länge, bei gegebenem Querschnitt und spezifischem Normalwiderstand.

Von entscheidender Wichtigkeit ist, daß das sog. Quenchen bzw. Überhitzen möglichst gleichmäßig über die gesamte Länge des Begrenzers erfolgt, da lokale Überhitzungen zur thermischen Zerstörung des Leiters führen. Das Problem der lokalen Überhitzung ist schon von den klassischen Supraleitern her bekannt. Man begegnet ihm dadurch, daß parallel zum Supraleiter ein metallischer Widerstand geschaltet wird. Dieser Leiter hat einen Widerstand, der wesentlich kleiner ist als der des Supraleiters im normalleitenden Zustand. Zusätzlich besitzt er auch eine gute Wärmeleitfähigkeit und eine hohe spezifische Wärme. Im Falle einer plötzlichen Temperaturerhöhung übernimmt dieser Leiter im wesentlichen den Stromtransport und die Wärmeabfuhr. Er dient sowohl als elektrischer als auch als thermischer Stabilisator.

Bei Drähten und Bandleitern auf HTSL-Basis ist diese Stabilisierung durch den Silbermantel gegeben, von welchem die Leiter auf Grund des üblichen Herstellungsverfahrens umgeben sind.

Aus der EP-A1-0 842 221 ist ein Verfahren zum Herstellen eines keramischen Hochtemperatursupraleiters vom Typ Bi-Sr- Ca-Cu-O bekannt, bei dem das Verhältnis von Bi : Sr : Ca : Cu bei (2-x) : 2 : (1+v) : (2+w) liegt, 0,05 x 0,6; 0 < v 0,5 und 0 < w 0,5. Oxide von Bi und Cu sowie Karbonate von Ca und Sr werden unterhalb der Schmelztemperatur, vorzugsweise bei 800°C, in eine Bi-2Schichtverbindung umgewandelt. Dann wird die Pulvermischung in eine gewünschte Form gepreßt und wenige Grad oberhalb der Schmelztemperatur 1 h unter 1 bar O₂ erschmolzen. Nach dem Erstarren liegt das Material im wesentlichen als Bi-1Schichtverbindung vor. In einem 2Stufenprozeß (13 h bei 860°C unter 1 bar O₂ und 60 h bei 800°C in Luft) wird das Material nachbehandelt und in die Bi-2Schichtverbindung umgewandelt. Das anschließende Abkühlen erfolgte unterhalb 700°C in einer N₂-Atmosphäre. Ohne Magnetfeld liegt die kritische Stromdichte j_c bei 1,6 kA/cm². Mit x = 0,05 und einer Nachbehandlung von 18 h bei 800°C wurde j_c (B = 0) = 2,12 kA/cm² gemessen.

Aus der EP-A2-0 351 844 ist es bekannt, einen Hochtemperatursupraleiter vom Typ Bi-Sr-Ca-Cu-O mit einer Sprungtemperatur von 94 K und einer kritischen Stromdichte von 2 kA/cm² herzustellen. Nach einer 30minütigen Hitzebehandlung in Sauerstoffatmosphäre bei 900°C wurde für 10 min auf 920°C erhitzt und anschließend 6 h bei 880°C geglüht. Danach wurde mit einer Abkühlgeschwindigkeit von 2 K/min auf 600°C abgekühlt, anschließend in Stickstoffatmosphäre bis Zimmertemperatur.

Durch Jun-ichiro Kase et al., Partial Melt Growth Process of Bi₂Sr₂Ca₁Cu₂O_x Textured Tapes on Silver, Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 29, No. 7, July 1990, S. L1096-L1099, ist es bekannt, bei einer Temperatur von 77 K ohne äußeres Magnetfeld eine kritischen Stromdichte j_c von 13 kA/cm² für orientierte Dickfilme zu erreichen.

Wie bei dem Verfahren nach der o. g. EP-A2-0 351 844 wird auch hier das Pulver, gepreßt oder geschüttet, auf eine plane Unterlage, vorzugsweise aus Silber, aufgebracht. Im partiell geschmolzenen Zustand wird das Pulver zu einem kompakten Körper oder Film verdichtet.

Aus dem Artikel von G. Triscone et al., Variation of the superconducting properties of Bi₂Sr₂CaCu₂O_8+x with oxygen content, Physica C 176 (1991), S. 247-256, insbesondere aus Fig. 1 auf S. 248, ist es bekannt, wie die Sprungtemperatur vom Sauerstoffpartialdruck beim Glühen und von der Temperatur nach dem Abkühlen aus der Schmelze (Temperatur des 1. Langzeitglühens) abhängt.

Darstellung der Erfindung

Die Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen 1 und 9 definiert ist, löst die Aufgabe, Verfahren zur Herstellung eines resistiven Strombegrenzers oder Schaltelementes auf der Basis eines Supraleiters der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß ein gleichmäßiger Temperaturanstieg über die gesamte Länge gewährleistet und gleichzeitig ein Betrieb bei Temperaturen des flüssigen Stickstoffes möglich sind.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß mit wenig Prozeßschritten ein Element mit guter thermischer und mechanischer Stabilität erreicht wird.

Außer einer hohen Stromdichte zeigen die erfindungsgemäß hergestellten Strombegrenzer oder Schaltelemente Rißfreiheit und eine gute Homogenität in der kritischen Stromdichte.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei spielen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein gefalztes Silberband,

Fig. 2 ein Walzen eines Silberbandes gemäß Fig. 1, in welches ein Kupferband eingelegt ist,

Fig. 3 einen Querschnitt durch ein gemäß Fig. 2 gewalztes Silberband,

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Ronde mit eingelegten Stegen aus gewalztem Silberband gemäß Fig. 2,

Fig. 5 einen vergrößerten Ausschnitt einer Ronde gemäß Fig. 4 mit eingefülltem Hochtemperatursupraleiter,

Fig. 6 einen Strombegrenzer, der aus einer Ronde gemäß Fig. 5 durch Abschleifen von oben und unten entstanden ist,

Fig. 7 eine Draufsicht auf einen spiralförmigen Strombegrenzer gemäß Fig. 6 und

Fig. 8 ein Flußdiagramm zur Herstellung eines Strombegrenzers gemäß Fig. 5.

Wege zur Ausführung der Erfindung

In Fig. 1 ist mit (5) ein in der Mitte gefalztes Metallband aus Silber bezeichnet.

In den Falz des Metallbandes (5) wird ein Kupferband bzw. Falz-Einlageband (6) eingelegt, das nicht ganz so breit ist wie die halbe Breite des Metallbandes (5), vgl. Fig. 2. Mittels der Walzen (4) wird ein im Querschnitt in Fig. 3 gezeigtes Band (5, 6) erzeugt, das in eine Schmelzform bzw. Ronde (1) gemäß Fig. 4 in Form einer Doppelspirale eingelegt wird und darin Stege (2) bildet. Durch die Form der Doppelspirale, vgl. auch Fig. 7, heben sich die magnetischen Felder gegenseitig auf. Resultierende Beschränkungen eines Supraleitungsstromes durch Eigenfeldeffekte und Wechselstromverluste werden weitestgehend vermieden.

Die Stege (2) sind zueinander und zu einem Rondenrand (1a) der Höhe (h) beabstandet. Die Ronde (1) besteht aus einem bei einer üblichen Betriebstemperatur des herzustellenden Strombegrenzers oder Schaltelementes nicht supraleitenden Metall, vorzugsweise aus einem Edelmetall oder aus einer Edelmetallegierung, insbesondere aus Silber.

Das Verfahren eignet sich prinzipiell für alle Supraleiter, welche durch Aufschmelzen und eventuell anschließendes Nachglühen herstellbar sind.

In die Ronde (1) wird pulverförmiges Ausgangsmaterial bzw. ein Pulvergemisch mit der Zusammensetzung: TlBaSrCa₂Cu₃O_n oder Tl₂Ba₂CaCu₂O_n oder Tl₂Ba₂Sr₂Ca₂Cu₃O_n oder Bi_1,84Pb_0,34Sr_1,91Ca_2,03Cu_3,06O_n oder Bi_2+xSr₂CaCu₂O_y eingefüllt, mit 0 < x < 0,4; 8 y 8,3; n = je nach Material ein unterschiedlicher Wert. Diese Pulver werden aus Oxiden von Cu, Tl und Bi sowie aus Karbonaten von Ca, Sr und Ba durch Kalzinieren bei 800°C durch einen weiter unten beschriebenen Vorprozeß hergestellt.

Anhand von Fig. 8 wird das weitere Verfahren zur Herstellung eines resistiven Strombegrenzers oder Schaltelementes auf der Basis eines Supraleiters erläutert.

Bei Zimmertemperatur werden das gefalzte Band (5, 6) in Gestalt einer Doppelspirale und das pulverförmige Ausgangsmaterial für den Hochtemperatursupraleiter (3) in die Ronde (1) eingebracht, vgl. Funktionsblock (10). Anschließend wird das HTSL-Pulver bei Zimmertemperatur gepreßt, vgl. Funktionsblock (11).

Auch während der weiteren, in Funktionsblöcken (12-18) angegebenen Verfahrensschritte bleibt das zu schmelzende und geschmolzene Pulver (3) in der Schmelzform (1), wobei Heiz- und Kühlgeschwindigkeiten stets < 200 K/h gehalten werden. Daher sind Schmelzform (1) und Hochtemperatursupraleiter (3) isotherm. Somit werden starke thermische Gradienten vermieden, woraus ein dichtes, homogenes Gefüge resultiert.

Das partielle Schmelzen wird bei einer 1. Prozeßtemperatur (T1) im Bereich von T_m K T1 T_m + 10 K, vorzugsweise in einem Temperaturbereich von T_m K T1 T_m + 6 K während einer 1. Prozeßdauer (D1) in einem Bereich von 5 min D1 3 h, vorzugsweise in einem Bereich von 9 min D1 1,5 h bei einem Sauerstoffpartialdruck p(O₂) 0,8 bar durchgeführt; T_m = Schmelztemperatur, vgl. Funktionsblock (12). Wenn die Schmelztemperatur des pulverförmigen Ausgangsmaterials mit zunehmender Schmelzdauer sinkt, dann wird die Ofentemperatur entsprechend gesenkt. Das partielle Schmelzen des Pulvers (8) erfolgt bei ca. 880°C-910°C.

Anschließend wird die Probe gemäß Funktionsblock (13) bei einem Sauerstoffpartialdruck p(O₂) 0,8 bar mit einer Abkühlgeschwindigkeit (-dT/dt) von 8 K/h -dT/dt 70 K/h auf eine 2. Prozeßtemperatur (T2) eines nachfolgenden 1. Langzeitglühens abgekühlt.

Das 1. Langzeitglühen gemäß Funktionsblock (14) erfolgt bei einem Sauerstoffpartialdruck p(O₂) 0,8 bar bei der 2. Prozeßtemperatur (T2) in einem Temperaturbereich von 830°C T2 870°C, vorzugsweise in einem Temperaturbereich von 840°C T2 850°C während einer 2. Prozeßdauer (D2) in einem Zeitdauerbereich von 10 h D2 60 h, vorzugsweise in einem Bereich von 20 h D2 40 h.

Ein anschließendes 2. Langzeitglühen gemäß Funktionsblock (15) erfolgt bei einem Sauerstoffpartialdruck p(O₂) in einem Druckbereich von 0,2 bar p(O₂) 0,5 bar bei der 3. Prozeßtemperatur (T3) in einem Temperaturbereich von 750°C T3 820°C, vorzugsweise in einem Temperaturbereich von 780°C T3 820°C während einer 3. Prozeßdauer (D3) in einem Zeitdauerbereich von 10 h D3 400 h, vorzugsweise in einem Zeitdauerbereich von 20 h D3 200 h.

Danach wird abgekühlt, vgl. Funktionsblock (15), mit einer Abkühlgeschwindigkeit -dT/dt = 100 K/h ± 20 K/h, wobei das Abkühlen bei Temperaturen (T) 600°C in einer Inertgasatmosphäre, vorzugsweise in Stickstoffatmosphäre durchgeführt wird.

Anschließend erfolgt gemäß Funktionsblock (17) ein 3. Langzeitglühen bei einem Sauerstoffpartialdruck p(O₂) in einem Druckbereich von 0,1 bar p(O₂) 0,2 bar bei einer 4. Prozeßtemperatur (T4) in einem Temperaturbereich von 760°C T4 800°C, vorzugsweise in einem Temperaturbereich von 770°C T4 790°C während einer 4. Prozeßdauer (D4) in einem Zeitdauerbereich von 100 h D4 130 h, vorzugsweise in einem Zeitdauerbereich von 115 h D4 125 h.

Das nachfolgende Abkühlen im Funktionsblock (18) erfolgt gleich demjenigen gemäß Funktionsblock (16).

Zur Erzeugung von Hochtemperatursupraleitern wurden in einem Vorprozeß Pulvermischungen aus Bi₂O₃, SrCO₃, CaCO₃ und CuO mit einem Verhältnis Bi : Sr : Ca : Cu = 2 : 2 : 1 : 2 hergestellt. Diese Mischungen wurden bei 800°C 16 h geglüht, danach gemahlen, nochmals geglüht und aufgemahlen. Das erhaltene Pulver hatte eine Korngröße von < 50 µm.

Durch diese Wärmebehandlung ist aus dem HTSL-Pulver ein zusammenhängender Hochtemperatursupraleiter (3) entstanden. Gleichzeitig wurde das Kupferband (6) zu CuO oxydiert, d. h. zu einem elektrisch isolierenden Band.

Diese in Fig. 5 ausschnittsweise dargestellte Struktur wird von oben bis zu einer oberen Schnittfläche (7) und von unten bis zu einer unteren bzw. bodenseitigen Schnittfläche (8) abgeschliffen, so daß eine in Fig. 6 gezeigte Struktur des erzeugten Strombegrenzers bzw. Schaltelementes resultiert. Diese Sandwichstruktur hat eine Schichtenfolge: Rondenrand (1a), Hochtemperatursupraleiter (3), Metallband (5), Isolator (6), Metallband (5), Hochtemperatursupraleiter (3), . . . Rondenrand (1a), wobei der hintere Rondenrand (1a) nur aus Fig. 4 ersichtlich ist.

Fig. 7 zeigt eine Draufsicht auf einen Strombegrenzer gemäß Fig. 6 mit elektrischen Anschlußkontakten (2a, 2b).

Wichtig ist, daß die Stege (2) aus einem Material bestehen, das die Eigenschaften des Supraleiters bei hohen Temperaturen nicht beeinträchtigt, so daß die gesamte Struktur in der Ronde (1) geschmolzen und gesintert werden kann. Das fertige Bauteil besteht somit aus einer Platte von fest miteinander verbunden Materialien, ohne irgendwelche Einschnitte.

Vorteilhafterweise besteht der Steg (2) aus einer Sandwichstruktur Metall-Isolator-Metall. Dadurch sind sowohl die thermische Stabilisierung der Supraleiterstege als auch die elektrische Querleitungentkopplung gegeben. Als Metalle kommen vor allem Edelmetalle und Edelmetallegierungen in Frage; als Isolatoren anorganische Dielektrika, die thermisch stabil und chemisch inert gegenüber dem Metall sind. Beispiele dafür sind die gängigen Hochtemperatur-Keramikmaterialien, wie Al₂O₃, MgO, aber auch Oxide, wie CuO und NiO, die sich aus den Metallen während der o. g. Wärmebehandlung bilden.

Als Supraleitermaterial kann jede HTSC-Substanz verwendet werden, deren Schmelz- und Sintertemperatur unterhalb des Schmelzpunktes des verwendeten Metalles liegt und die mit dem Metall nicht oder nur wenig reagiert. Mögliche Materialkombinationen sind z. B. YBa₂Cu₃O_n mit Ag-Pd, YBa₂Cu₃O_n mit Au, Bi₂Sr₂Ca₂Cu₂O_n oder Bi₂Sr₂Ca₂Cu₃O_n mit Ag, Tl₂Ba₂CaCu₂O_n oder Tl₂Ba₂Sr₂Ca₂Cu₃O_n mit Pt, wobei n für jedes Material verschiedene Werte hat.

In einer anderen Ausführung wird der Supraleiter als biegsame Schicht auf den Steg (2) aufgebracht. Anschließend werden eine Lage oder mehrere Lagen dieses Verbundsystems Supraleiter-Metall-Isolator-Metall fest zu einer Spirale gewickelt und der o. g. Glühbehandlung unterworfen. Die Supraleiterschicht kann z. B. mittels eines Skalpells oder durch Plasmaspritzen aufgebracht werden. Mit diesen Verfahren können leicht Schichtdicken unterhalb 200 µm hergestellt werden. Derartige Schichten von YBa₂Cu₃O_n oder Supraleitermaterial auf Bi-Basis wachsen bekanntermaßen orientiert auf Silbersubstrat auf, wodurch die Stromdichte des Supraleiters wesentlich verbessert wird gegenüber derjenigen von unorientiertem Material.

Beispiel 1

Entsprechend Fig. 4 werden in eine Ronde (1) aus Silber mit einem Durchmesser von 100 mm und einer Randhöhe (h) des Rondenrandes (1a) von 8 mm 2 Stegstreifen (2) von ca. 2 m Länge und 5 mm Höhe derart eingelegt, daß daraus eine Doppelspiralstruktur mit ca. 2 mm-4 mm Zwischenraum entsteht. Die so entstandene Struktur wird mit Pulver der Zusammensetzung Bi₂Sr₂Ca₂Cu₂O_n bis zum Rand gefüllt. Anschließend wird das Pulver gepreßt. Einen kompakten Körper mit guten supraleitenden Eigenschaften erhält man durch partielles Aufschmelzen bei 890°C-940°C und anschließendes Glühen bei 750°C-850°C in sauerstoffreicher Atmosphäre. Anschließend werden die Ober- und Unterseite des Bauteiles abgeschliffen, bis die Supraleiterspirale (3) und die Stegstruktur (2) aus Ag und CuO erscheint, vgl. Fig. 7.

Der Steg (2) wird gemäß den Fig. 1-3 folgendermaßen hergestellt: ein Silberband (5) mit einer Breite von 15 mm wird der Länge nach in der Mitte gefalzt. In dieses Metallband (5) wird ein dünnes Kupferband (6) mit einer Breite von 5 mm eingelegt. Anschließend werden die beiden Bänder (5, 6) gewalzt. Dadurch erhält man ein schmales Silberband mit Kupferkern (2). Infolge der guten Sauerstoffdiffusion in Silber wird dieser Kern bei hohen Temperaturen zu isolierendem CuO durchoxydiert.

Beispiel 2

Im Unterschied zu Beispiel 1 wird der Isolator im Steg (2) von einer dünnen Lage Keramikpapier gebildet.

Beispiel 3

Im Unterschied zum Beispiel 1 wird anstelle des Bi₂Sr₂Ca₂Cu₂O_n-Pulvers ein Oxidgemisch verwendet, das der Zusammensetzung von Bi_1,84Pb_0,34Sr_1,91Ca_2,03Cu_3,06O_n entspricht. Dieses Pulver wird in der Ronde (1) bei Zimmertemperatur vorgepreßt. Eine Verdichtung auf über 90% der theoretischen Dichte erhält man durch ein Heißpressen zwischen 600°C-800°C. Anschließend erfolgt die Umwandlung zu Bi_1,84Pb_0,34Sr_1,91Ca_2,03Cu_3,06O_n bei 845°C ohne Druck durch reaktives Sintern.

Bei allen Beispielen lag die kritische Übergangstemperatur T_c oberhalb 93 K.

Bezeichnungsliste

1 Schmelzform; Ronde; berandete, kreisförmige Silberscheibe
1a Rondenrand
2 Stege, Spiralstege aus nicht supraleitendem Material
2a, 2b elektrische Anschlußkontakte von 2
3 Hochtemperatursupraleiter
4 Walzen
5 Metallband, Silberband
6 Falz-Einlageband, Kupferband, Isolator
7 obere Schnittfläche
8 untere bzw. bodenseitige Schnittfläche
10-18 Funktionsblöcke
D1-D4 1.-4. Prozeßdauer
h Randhöhe von 1a
j_c kritische Stromdichte
p(O₂) Sauerstoffpartialdruck
T Temperatur
T1-T4 1.-4. Prozeßtemperatur
T_m Schmelztemperatur

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines resistiven Strombegrenzers oder Schaltelementes auf der Basis eines Supraleiters (3),

a) wobei der Supraleiter (3) in engem Kontakt mit einem elektrisch gutleitenden Metall steht,
dadurch gekennzeichnet,
b) daß mindestens ein Band (5, 6) aus einem bei Betriebstemperatur nicht supraleitenden Metall (5) oder aus einer Nichtleiter-Metall-Komposition (5, 6) in mindestens einer Windung in eine Schmelzform bzw. Ronde (1) eingesetzt wird, derart, daß dieses Band (5, 6) in der Windung Stege (2) bildet, die gegenseitig und zu einem Rondenrand (1a) beabstandet sind,
c) daß danach in die Ronde (1) nicht geschmolzenes, pulverförmiges Ausgangsmaterial eines Hochtemperatursupraleiters (3) eingebracht wird,
d) daß anschließend das pulverförmige Ausgangsmaterial in der Ronde (1) partiell geschmolzen oder heißgepreßt wird, gefolgt von reaktivem Sintern und
e) danach mindestens einem Langzeitglühen in sauerstoffhaltiger Atmosphäre unterworfen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

a) daß die Nichtleiter-Metall-Komposition (5, 6) durch Falzen eines Metallbandes (5) aus einem bei einer üblichen Betriebstemperatur des Strombegrenzers oder Schaltelementes nicht supraleitenden Metall,
b) nachfolgendes Einlegen eines Falz-Einlagebandes (6) aus einem Material, das zumindest nach der thermischen Behandlung ein elektrischer Isolator ist, in das gefalzte Metallband (5) und
c) durch Walzen dieser Komposition gebildet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

a) daß das Metallband (5) aus einem Edelmetall oder aus einer Edelmetallegierung und
b) daß das Falz-Einlageband (6) aus einem thermisch stabilen und chemisch gegenüber dem Material des Metallbandes (5) inerten, anorganischen Dielektrikum besteht,
c) insbesondere, daß das Metallband (5) aus Silber und
d) das Falz-Einlageband (6) aus einer Hochtemperaturkeramik, wie z. B. Al₂O₃, MgO, oder aus Oxiden, wie CuO, NiO, besteht, die sich aus dem jeweiligen Metall durch die thermische Behandlung bilden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

a) daß das obere Teil der mit einem Hochtemperatursupraleiter (3) und mindestens einem Band (5, 6) gefüllten Ronde (1) bis zu einer oberen Schnittfläche (7) und
b) das untere bzw. bodenseitige Teil bis zu einer unteren bzw. bodenseitigen Schnittfläche (8) entfernt wird,
c) derart, daß ein Strombegrenzer bzw. Schaltelement mit einer Sandwichstruktur mit folgender Schichtenfolge entsteht: Hochtemperatursupraleiter (3), Metallband (5), Isolator (6), Metallband (5), Hochtemperatursupraleiter (3), . . . Fig. (5, 6).

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

a) daß das partielle Schmelzen während einer 1. Prozeßdauer (D1) in einem Zeitbereich von 5 min D1 3 h,
b) insbesondere, daß es in einem Temperaturbereich von T_m K T1 T_m + 6 K
c) während einer 1. Prozeßdauer (D1) in einem Zeitbereich von 9 min D1 1,5 h
d) bei einem Sauerstoffpartialdruck p(O₂) 0,8 bar durchgeführt wird, T_m = Schmelztemperatur,
e) insbesondere, daß der Hochtemperatursupraleiter vom Typ Bi_2+xSr₂CaCu₂O_y ist, mit
0 < x < 0,4,
8 y 8,3.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

a) daß nach dem partiellen Schmelzen mit einer Abkühlgeschwindigkeit (-dT/dt) von 8 K/h -dT/dt 70 K/h auf eine 2. Prozeßtemperatur (T2) abgekühlt wird,
b) daß ein 1. Langzeitglühen bei der 2. Prozeßtemperatur (T2) in einem Temperaturbereich von 830°C T2 870°C
c) während einer 2. Prozeßdauer (D2) in einem Zeitbereich von 10 h D2 60 h
d) bei einem Sauerstoffpartialdruck p(O₂) 0,8 bar durchgeführt wird,
e) insbesondere, daß das 1. Langzeitglühen bei der 2. Prozeßtemperatur (T2) in einem Temperaturbereich von 840°C T2 850°C
f) während einer 2. Prozeßdauer (D2) in einem Zeitbereich von 20 h D2 40 h durchgeführt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

a) daß ein 2. Langzeitglühen bei einer 3. Prozeßtemperatur (T3) in einem Temperaturbereich von 750°C T3 820°C
b) während einer 3. Prozeßdauer (D3) in einem Zeitbereich von 10 h D3 400 h
c) bei einem Sauerstoffpartialdruck p(O₂) im Bereich 0,2 bar p(O₂) 0,5 bar durchgeführt wird,
d) insbesondere, daß das 2. Langzeitglühen bei einer 3. Prozeßtemperatur (T3) in einem Temperaturbereich von 780°C T3 820°C
e) während einer 3. Prozeßdauer (D3) in einem Zeitbereich von 20 h D3 200 h durchgeführt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,

a) daß der Hochtemperatursupraleiter vom Typ Tl₂Ba₂CaCu₂O_n oder
b) Tl₂Ba₂Sr₂Ca₂Cu₃O_n oder
c) (Bi, Pb)₂Sr₂Ca₂Cu₃O_n ist,

n = je nach Material unterschiedlicher Wert.

9. Verfahren zur Herstellung eines resistiven Strombegrenzers oder Schaltelementes auf der Basis eines Supraleiters (3),

a) wobei der Supraleiter (3) in engem Kontakt mit einem elektrisch gutleitenden Metall steht,
dadurch gekennzeichnet,
b) daß auf mindestens ein Band (5, 6) aus einem bei einer üblichen Betriebstemperatur des Strombegrenzers oder Schaltelementes nicht supraleitenden Metall (5) oder aus einer Nichtleiter-Metall-Komposition (5, 6) ein Hochtemperatursupraleiter (3) als biegsame Schicht aufgebracht wird,
c) daß anschließend diese Komposition fest zu einer Spirale gewickelt und
d) danach mindestens einem Langzeitglühen in sauerstoffhaltiger Atmosphäre unterworfen wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,

a) daß das Aufbringen des Hochtemperatursupraleiters (3) durch Plasmaspritzen
b) in einer Schichtdicke < 200 µm erfolgt,
c) insbesondere, daß das nicht supraleitende Metall (5) Silber ist.