DE4404138A1

DE4404138A1 - Langgestreckter Hoch-T¶c¶-Supraleiter und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE4404138A1
Application number: DE4404138A
Authority: DE
Inventors: Oliver Dr Eibl; Manfred Dr Wilhelm; Bernhard Dr Roas
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1994-02-09
Filing date: 1994-02-09
Publication date: 1995-08-10

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen langgestreckten Hoch-T_c- Supraleiter mit mindestens einem von normalleitendem Material umgebenen supraleitenden Leiterkern, welcher ein Supraleiter material mit einer metalloxidischen Hoch-T_c-Phase sowie eine in der Hauptausdehnungsrichtung des Supraleiters verlaufende, zumindest Silber (Ag) enthaltende, flächenhafte Struktur auf weist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Her stellung eines solchen Supraleiters. Ein entsprechender Su praleiter und sein Herstellungsverfahren gehen aus der EP-A- 0 401 461 hervor.

Unter bekannte supraleitende Metalloxidverbindungen mit hohen Sprungtemperaturen T_c von über 77 K, die deshalb auch als Hoch-T_c-Supraleitermaterialien oder HTS-Materialien bezeich net werden, fallen insbesondere Cuprate auf Basis des Stoff systems Bi-Sr-Ca-Cu-O (Abkürzung: BSCCO) oder Bi(Pb)-Sr-Ca- Cu-O (Abkürzung: B(P)SCCO). Innerhalb dieser Stoffsysteme treten mehrere supraleitende Phasen auf, die sich durch die Anzahl der Kupfer-Sauerstoff-Netzebenen bzw. -Schichten in nerhalb der kristallinen Einheitszelle unterscheiden: Eine supraleitende Phase mit der ungefähren Zusammensetzung Bi₂Sr₂CaCu₂O_8+x hat eine Sprungtemperatur T_c von etwa 85 K (sogenannter 2-Schichter, 85 K-Phase, 2212-Phase), während die Sprungtemperatur T_c einer supraleitenden Phase mit der ungefähren Zusammensetzung Bi₂Sr₂Ca₂Cu₃O_10+x bei etwa 110 K liegt (sogenannter 3-Schichter, 110 K-Phase, 2223-Phase). Ne ben diesen beiden Hoch-T_c-Phasen des BSCCO- bzw. B(P)SCCO-Ma terials sind auch andere Stoffsysteme mit Hoch-T_c-Phasen be kannt. So sind z. B. in dem Stoffsystem Tl-Ba-Ca-Cu-O (Abkürzung: TBCCO) unter anderem eine 1223-Phase und eine 2223-Phase vorhanden. Auch das Stoffsystem Hg-Ba-Ca-Cu-O (Abkürzung: HBCCO) weist eine 1223-Hoch-T_c-Phase auf.

Mit den bekannten Hoch-T_c-Supraleitermaterialien wird ver sucht, langgestreckte Supraleiter in Draht- oder Bandform herzustellen. Ein hierfür geeignetes 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 (vgl. z. B. DE-AS 12 57 436). Entsprechend dieser Technik wird ein Rohr aus einem normalleitenden Material, insbesondere aus Ag oder einer Ag-Legierung, mit einem Pulver mit mindestens einem Ausgangsmaterial gefüllt, das im allgemeinen noch nicht oder nur zu einem geringen Teil die gewünschte supraleitende Hoch- T_c-Phase enthält. Dieses so zu erhaltende Zwischenprodukt wird anschließend mittels mehrerer Verformungsbehandlungen, die durch Wärmebehandlungen unterbrochen sein können, auf die gewünschte Enddimension gebracht. Danach wird der so erhal tene draht- oder bandförmige Verbundkörper zur Einstellung oder Optimierung seiner supraleitenden Eigenschaften bzw. der gewünschten Hoch-T_c-Phase mindestens einer Wärmebehandlung unterzogen, die wenigstens teilweise in einer sauerstoffhal tigen Atmosphäre, z. B. an Luft, durchgeführt wird (vgl. EP-A- 0 281 444)
Zur Unterstützung der Ausbildung der Bi-2223-Hoch-T_c-Phase kann man außer der erwähnten Pb-Substitution gegebenenfalls auch dem mindestens einen Ausgangsmaterial in geringer Menge ein Zusatzmaterial (Additiv) zugeben, das zur Verbesserung des Reaktionsmechanismus dient. So ist es bekannt, daß Ag oder Ag₂O-Beigaben den Sauerstofftransport unterstützen und zu einer Schmelzpunkterniedrigung führen können (vgl. z. B. die WO-A-92/13649). D.h., diese Zusatzmaterialien nehmen bei der Ausbildung der gewünschten Hoch-T_c-Phase aktiv an dem Re aktionsgeschehen teil.

Aus der eingangs genannten EP-A-0 401 641 ist es bekannt, in den Leiterkern eines Hoch-T_c-Supraleiters Ag zumindest ent haltendes Zusatzmaterial in Form einer in der Hauptausdeh nungsrichtung des Supraleiters verlaufenden Struktur anzuord nen. Diese Struktur kann dabei so gestaltet sein, daß sich konzentrische Ringe oder eine Spirale mit zwischen den ein zelnen Windungen befindlichem Hoch-T_c-Supraleitermaterial er geben. Die Struktur hat hauptsächlich die Aufgabe, als in den Leiterkern integriert es normalleitendes Material zu einer Stabilisierung zu dienen. Aus diesem Grunde muß der von der normalleitenden Struktur eingenommene Anteil am Querschnitt des gesamten Supraleiters verhältnismäßig hoch sein. Die Struktur ist deshalb aus mindestens einer Schicht mit einer Schichtdicke von beispielsweise 0,7 mm gebildet. Sie dient gleichzeitig als Träger für das auf sie nach bekannten Ver fahren wie z. B. einer Siebdrucktechnik auf zubringende metall oxidische Supraleitermaterial.

Bündelt man in an sich bekannter Weise mehrere entsprechende band- oder drahtförmige Hoch-T_c-Supraleiter oder deren Lei terzwischenprodukte, so kann man auch Mehrkernleiter erhal ten, die für technische Anwendungen eine Reihe von Vorteilen bieten.

Ziel bei der Herstellung solcher Mehrkern- oder auch Einkern leiter ist es, die kritische Stromdichte im Leiter zu erhö hen. Es zeigt sich nämlich, daß nach bekannten, insbesondere pulvermetallurgischen Verfahren hergestellte Leiter mit gro ßen Längen von über 100 m im Vergleich zu texturierten Hoch- T_c-Dünnfilmen eine verhältnismäßig kleine kritische Strom dichte von z. B. höchstens 10⁴ A/cm² haben (bei 77 K im Null feld (0 T)).

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, den Hoch-T_c- Supraleiter mit den eingangs genannten Merkmalen dahingehend auszugestalten, daß er für technische Anwendungen geeignet ist, wobei eine kritische Stromdichte von über 5_*10⁴ A/cm² bei 77 K und 0 T für Leiterlängen von über 100 m zu gewähr leisten ist. Außerdem soll ein hierfür geeignetes Herstel lungsverfahren angegeben werden, das sich verhältnismäßig einfach durchführen läßt.

Diese Aufgabe wird bezüglich des Leiteraufbaus erfindungsge mäß dadurch gelöst, daß die Struktur aus wenigstens einer Me tallfolie mit einer Dicke von unter 100 µm, vorzugsweise un ter 50 µm, gebildet ist.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß bei der Lei terherstellung die zu verwendende dünne, flächenhafte Metall folie, die bis auf einen eventuell vorhandenen Sauerstoffan teil chemisch mit dem Supraleitermaterial bzw. den einzelnen Komponenten dieses Materials praktisch nicht reagiert und auch keinen Träger für das HTS-Material oder ein Vorprodukt dieses Materials darstellt, im Leiterkern einen Stofftrans port bei einer Sinterbehandlung beschleunigt und dabei ge währleistet, daß Kristallite der gewünschten Hoch-T_c-Phase mit ihren kristallographischen (001)-Netzebenen zumindest weitgehend parallel zu der Flachseite der Folie entstehen. Damit zumindest der größere Teil des Leiterkernquerschnitts texturiert ist, muß mit der Metallfolie in dem jeweiligen Leiterkern eine hierfür hinreichend große Fläche dem aus zu bildenden Supraleitermaterial angeboten sein. Dabei sollte die Metallfolienstruktur große Bereiche mit in etwa parallel ausgerichteten Flächenteilen aufweisen, die untereinander nicht weiter als 10 µm, vorzugsweise höchstens 8 µm, beabstan det sind. Die Ausbildung der gewünschten Hoch-T_c-Phase er folgt dann deutlich schneller als auf üblichem Wege, d. h. un ter Verwendung zylindrischer Hüllrohre ohne Metallfolien, wo bei vorteilhaft Schmelzen verhindert werden können. Ferner sind in dem Leiterendprodukt deutlich weniger nicht-stöchio metrische Fremdphasen vorhanden. Ein erfindungsgemäßer lang gestreckter Hoch-T_c-Supraleiter, dessen Kristallite aus der Hoch-T_c-Phase zumindest weitgehend und geordnet an der Me tallfolie aufgewachsen sind, weist dann vorteilhaft eine kri tische Stromdichte in der geforderten Größenordnung auf. We gen der besseren Textur im Leiterinneren wird auch der Stromdichteabfall bei höheren Magnetfeldern, die HTS-Materia lien wegen eines thermisch aktivierten Flußkriechens sonst zeigen, deutlich verringert.

Ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Hoch- T_c-Supraleiters ist vorteilhaft durch folgende Verfahrens schritte gekennzeichnet:

a) Aus der wenigstens einen Metallfolie wird mindestens eine Struktur erstellt, die eine wenigstens teilweise kreis- oder spiralförmige Querschnittslinie aufweist,
b) diese Struktur wird in einem Hüllrohr angeordnet,
c) es wird ein Zwischenprodukt des Supraleiters gebildet, in dem der in dem Hüllrohr verbliebene Hohlraum mit einem Pulver gefüllt wird, das wenigstens die metallischen Kom ponenten der auszubildenden supraleitenden Phase enthält,
d) das Zwischenprodukt wird mindestens einer insbesondere querschnittsvermindernden Verformungsbehandlung und minde stens einer Wärmebehandlung zur Ausbildung eines Endpro duktes des Supraleiters mit der supraleitenden Phase un terzogen,
e) gegebenenfalls wird nach dem Verfahrensschritt c) und/oder nach dem Verfahrens schritt d) eine an sich bekannte Bünde lungstechnik zur Herstellung eines Mehrkernleiters vorge nommen.

Mit der Anordnung der besonderen Struktur aus der Metallfolie innerhalb des Hüllrohres läßt sich vorteilhaft bei pulverme tallurgisch herzustellenden HTS-Leitern eine Hoch-T_c-Phasen ausbildung mit einer hinreichenden Textur im Leiterinneren gewährleisten, die von großflächigen Flachseiten der Metall folie ausgeht. Wesentlich ist dabei, daß sich die Metallfo lien in dem Hüllrohr bereits befinden, bevor das HTS-Material oder ein diesbezügliches, noch nicht durchreagiertes Vorpro dukt in Pulverform in das Rohr eingefüllt wird. Damit kann die bekannte Pulver-im-Rohr-Technik praktisch unverändert an gewandt werden; es wird das Pulver lediglich in einen anderen Rohrtyp eingefüllt. Dieser erfindungsgemäße Aufbau führt zu einer besseren Kompaktierung des Materials bei verhältnismä ßig niedrigen (physikalischen) Drücken während der mindestens einen Verformungsbehandlung.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Supralei ters sowie des Verfahrens zu seiner Herstellung gehen aus den jeweils abhängigen Ansprüchen hervor.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung noch weiter erläutert. Dabei zeigen schematisch die Fig. 1 bis 4 einzelne Schritte zur Ausbildung eines Auf baus aus einer Metallfolienstruktur im Inneren eines Hüllroh res. Aus Fig. 5 geht schematisch ein Querschnitt durch einen erfindungsgemäß hergestellten Mehrkernleiter hervor. Fig. 6 zeigt schematisch einen Querschnitt durch einen Leiterkern dieses Mehrkernleiters. In den Figuren sind sich entspre chende Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.

Der Hoch-T_c-Supraleiter nach der Erfindung läßt sich vorteil haft nach einem Verfahren herstellen, dem eine an sich be kannte Pulver-im-Rohr-Technik zugrundegelegt ist. Mit diesem Verfahren lassen sich langgestreckte Verbundkörper wie z. B. Drähte oder Bänder herstellen, die ein HTS-Material zumindest weitgehend phasenrein enthalten. Als HTS-Material sind prak tisch alle bekannten Hoch-T_c-Supraleitermaterialien geeignet, da der erfindungsgemäße Aufbau des Supraleiters und das Ver fahren zu seiner Herstellung die Anisotropie dieser Materia lien berücksichtigt, wobei eine schnellere Phasenbildung der Hoch-T_c-Phase durch Bereitstellen möglichst großer Metall oberflächen gewährleistet wird. Als HTS-Materialien sind ins besondere selten-erdfreie Cuprate mit Phasen geeignet, deren Sprungtemperaturen T_c deutlich über der Verdampfungstempe ratur des flüssigen Stickstoffs von 77 K liegen. Beispiele hierfür sind das (Bi,Pb)₂Sr₂Ca_n-1Cu_nO_4+2n mit n ≈ 3 (Kurzform: Bi(Pb)-2223-Cuprat), das Tl-1223-Cuprat, das Tl- 2223-Cuprat oder das Hg-1223-Cuprat. Für das nachfolgende Ausführungsbeispiel sei ein HTS-Material auf Basis des sechs komponentigen Stoffsystems (Bi, Pb)-Sr-Ca-Cu-O zugrundegelegt, wobei unvermeidbare Verunreinigungen der einzelnen Komponen ten mit eingeschlossen sind.

Zur Herstellung eines entsprechenden Ausgangspulvers wird von einer bekannten Einwaage ausgegangen, die eine Ausbildung der 110 K-Phase (3-Schichter-Phase) ermöglicht. Um die Stöchiome trie dieser Hoch-T_c-Phase zu gewährleisten, werden Oxid- oder Carbonatpulver der einzelnen metallischen Komponenten des Bi- Pb-Sr-Ca-Cu-Systems, beispielsweise Pulver aus Bi₂O₃, PbO, SrCO₃, CaO und CuO, so zusammengestellt, daß die einzelnen elementaren Komponenten in dem genannten System Bi-Pb-Sr-Ca- Cu in folgendem Verhältnis stehen: 1,8 zu 0,4 zu 2,0 zu (1,8 bis 2,2) zu 3,0. Diese Ausgangspulvermischung wird dann in bekannter Weise beispielsweise in zwei Stufen calziniert, wo bei während z. B. 3 bis 4 Stunden lang bei etwa 800°C und an schließend z. B. 16 Stunden lang bei etwa 820°C geglüht wird. Das so entstandene Calzinat, das eine Vielzahl von ganz ver schiedenen Verbindungen der Komponenten des HTS-Materials, so auch Anteile aus einer 2201- und aus einer 2212-Phase, auf weist, wird anschließend in einer Planetenkugelmühle vermah len. Mit dem so gewonnenen Ausgangspulver des HTS-Materials soll nun erfindungsgemäß ein Verbund mit einem Zusatzmaterial in besonderer Form erstellt werden.

Bei diesem Zusatzmaterial soll es sich um mindestens eine Fo lie aus Ag oder AgO oder einer Ag-Legierung handeln. Ferner ist auch dispersionsgehärtetes Ag geeignet, wobei die in dem Ag dispergierten Teilchen z. B. aus Ni oder Mg bestehen kön nen. Die Folie darf höchstens 100 µm, insbesondere höchstens 50 µm dick sein. Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine Folie mit einer Dicke von höchstens 10 µm, vorzugsweise unter 5 µm vorgesehen wird. Aus einer solchen Folie wird mindestens eine langgestreckte, hinreichend großflächige Struktur gebil det, die innerhalb eines Hüllrohres angeordnet wird. Die Fig. 1 bis 3 zeigen jeweils als Querschnitt einen Schritt zur Ausbildung dieser Struktur und deren Anordnung in einem Hüllrohr.

Gemäß Fig. 1 wird auf einer Ag-Folie 2 der Dicke d gleichmä ßig eine Schicht 3 aus einem organischen Binder wie z. B. aus einem Epoxidharz aufgebracht. Die Dicke d1 der Schicht 3 liegt dabei im allgemeinen zwischen 0,3 und 0,5 mm.

Mit diesem Aufbau aus der beschichteten Ag-Folie 2 wird nun gemäß Fig. 2 ein Wickel 5 erstellt, der eine etwa spiralför mige Querschnittslinie mit beispielsweise vier Windungen auf weist. Denn mit einem solchen Wickel ist die an die Folien struktur zu stellende Forderung bezüglich großflächiger Flä chenteile aus dem Zusatzmaterial wie Ag innerhalb eines zu erstellenden Leiterkernes zu gewährleisten. Der Wickel 5 wird zweckmäßig leicht kompaktiert, um so eine vollständige Haf tung zwischen Binder und Folie zu gewährleisten.

Anschließend wird mindestens ein solcher Wickel 5 in ein Hüllrohr 7 eingebracht, das insbesondere aus einem der für die Metallfolie 2 genannten Materialien bestehen kann. So kommen vorzugsweise reines Ag oder dispersionsgehärtetes Ag in Frage, letzteres insbesondere aufgrund seiner guten mecha nischen Festigkeit. Der Radius R dieses Hüllrohres bzw. der Querschnitt des Materials der Ag-Folie 2 im Innenraum 8 des Hüllrohres 7 sind dabei so gewählt, daß im Querschnitt gese hen die Metallfolienstruktur 10 einen bestimmten Anteil der Querschnittsfläche des Innenraumes 8 einnimmt. Es sind bei der vorgegebenen Foliendicke d maximal etwa 30%, vorzugs weise weniger als 20% Folienanteil als ausreichend anzuse hen. Das Hüllrohr kann beispielsweise einen Außendurchmesser von 8 mm und eine Wandstärke von 1 mm haben. Statt den Wickel 5 in ein fertiges Hüllrohr 7 einzubringen, ist es ebensogut möglich, das Hüllrohr durch Biegen eines Bleches zu einer Rohrform um den Wickel auszubilden.

Anschließend wird der organische Binder 3 aus dem Innenraum des Hüllrohres 7 mittels eines physikalischen oder chemischen Verfahrens entfernt. Geeignet ist beispielsweise ein Ausbren nen des organischen Binders bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen zwischen etwa 200 und 300°C.

Es verbleibt dann gemäß Fig. 4 eine spiralförmige Struktur 10 aus der Ag-Folie 2 innerhalb des Hüllrohres 7. In einem weiteren Schritt können noch die Wickelstruktur 10 und das Hüllrohr 7 von Rückständen des Binder-Ausbrandes gereinigt werden. Danach werden die in dem Innenraum des Hüllrohres 7 verbliebenen Hohlräume mit dem Ausgangspulver 11 des HTS-Ma terials oder gegebenenfalls mit Pulver aus dem HTS-Materials selbst gefüllt.

Der so im Hinblick auf den herzustellenden Supraleiter als ein Zwischenprodukt 13 anzusehende Verbund aus dem Hüllrohr 7 und dem Pulverkern mit der Wickelstruktur 10 wird anschlie ßend mindestens einer insbesondere querschnittsvermindernden Verformungsbehandlung und mindestens einer Wärmebehandlung unterzogen, um z. B. einen HTS-Leiter in Bandform zu erhalten. Im allgemeinen ist eine Abfolge von mehreren Verformungsbe handlungen und Wärmebehandlungen erforderlich. Für die minde stens eine Verformungsbehandlung kommen alle bekannten Ver fahren wie z. B. Pressen, insbesondere Strangpressen, oder Rollen, Walzen, Hämmern oder Ziehen in Frage. Diese Behand lung kann bei den für das einzelne Verfahren bekannten Tempe raturen, sei es Raumtemperatur oder auch erhöhte Temperatur, durchgeführt werden. Der auf den Pulverkern dabei ausgeübte Druck wird vorteilhaft so eingestellt, daß er zwischen 3 und 20 kbar, vorzugsweise zwischen 5 und 10 kbar liegt. Auf diese Weise läßt sich ein hochdichter Leiterkern eines Bandleiters erhalten.

Die mindestens eine Wärmebehandlung erfolgt im allgemeinen in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre wie Luft, wobei zur Aus bildung einer Bi(Pb)-2223-Phase Glühtemperaturen zwischen 810°C und 860°C üblich sind, vorzugsweise zwischen 820°C und 840°C vorgesehen werden.

Das vorstehend beschriebene Verfahren kann nicht nur zur Her stellung von Einkernleitern, sondern auch zur Herstellung von Mehrkernleitern dienen. Solche Mehrkernleiter werden im all gemeinen mittels einer an sich bekannten Bündelungstechnik ausgebildet. Demgemäß ist z. B. eine Bündelung von mehreren Zwischenprodukten in einem entsprechend großen Hüllrohr ins besondere aus dem Material der Zwischenprodukthüllrohre mög lich. Selbstverständlich können auch vorverformte und gegebe nenfalls vorgeglühte Zwischenprodukte in ein entsprechend großes Hüllrohr eingebracht werden.

Ein nach einer Abfolge von Preß- bzw. Walzvorgängen und Glüh behandlungen zu erhaltendes Endprodukt eines erfindungsgemä ßen Mehrkernleiters mit angenähert er Bandform geht aus Fig. 5 als Querschnitt schematisch hervor. Fig. 6 zeigt in ent sprechender Darstellung einen einzelnen Leiterkern dieses Mehrkernleiters.

Der aus Fig. 5 ersichtliche Mehrkernleiter ist allgemein mit 15 bezeichnet. Seine sechs Leiterkerne 16a bis 16f aus dem HTS-Material, beispielsweise mit einer Bi(Pb) -2223-Phase, sind in einem aus den einzelnen Hüllrohren entstandenen Trä ger 17 aus Ag eingebettet. Die Leiterkerne enthalten jeweils mindestens eine, nunmehr deformierte Ag-Struktur 10′. Der Leiter 15 hat z. B. eine Dicke D von ca. 150 µm und eine Brei te B von ca. 1,5 mm. Jeder der Leiterkerne 16a bis 16f hat gemäß Fig. 6 eine Dicke d2 von beispielsweise ca. 30 µm und eine Breite b2 von ca. 200 µm. Typische Abmessungen eines entsprechenden, fertig präparierten bandförmigen Mehrkernlei ters mit 19 Leiterkernen sind:

Banddicke D: 100 µm bis 500 µm, vorzugsweise 200 µm bis 350 µm;
Bandbreite B: 2 mm bis 10 mm, vorzugsweise 3 mm bis 5 mm;
Leiterkerndicke d2 : 10 µm bis 80 µm, vorzugsweise 20 µm bis 50 µm;
Leiterkernbreite b2 : 300 µm bis 1200 µm, vorzugsweise 500 µm bis 900 µm.

Die entsprechenden Abmessungen für d2 und b2 eines bandförmi gen Einkernleiters sind:

30 µm d2 400 µm, vorzugsweise 50 µm d2 100 µm;
1,5 mm b2 6 mm, vorzugsweise 2 mm b2 3 mm.

Die Banddicke D und die Bandbreite B ergeben sich dann durch Berücksichtigung des Hüllrohres um den Leiterkern. Wie durch die Musterung des in Fig. 6 dargestellten Leiterkerns 16f angedeutet sein soll, weist er aufgrund der erfindungsgemäßen Verwendung einer deformierten Wickelstruktur 10′ aus einer Ag-Folie als Zusatzmaterial einen so texturierten Aufbau sei nes HTS-Materials 17′ auf, daß die c-Achse der einzelnen HTS- Kristalle zumindest weitgehend senkrecht bezüglich der annä hernd ebenen Ober- oder Unterseite 18 bzw. 19 des deformier ten Hüllrohres 7′ ausgerichtet sind. Es wurde erkannt, daß eine entsprechende Texturierung dann zu gewährleisten ist, wenn zumindest der größere Teil der Wickelstruktur in etwa parallel zur Ober- oder Unterseite 18 bzw. 19 ausgerichtet ist. Außerdem ist es von Vorteil, wenn in Bereichen der Wickelstruktur mit in etwa parallel verlaufenden Flächentei len die Abstände a zwischen diesen Flächenteilen nicht mehr als 10 µm, vorzugsweise höchstens 8 µm, betragen. Dann reicht nämlich die Wirkung der Metallfolien für das angestrebte tex turierte Wachstum der HTS-Kristalle praktisch über den gesam ten Querschnitt aus.

Ein dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 5 und 6 entspre chend hergestellter Bandleiter mit einer Leiterlänge von über 100 m weist eine Stromdichte von über 5_*10⁴ A/cm² im Null feld auf.

Gemäß dem vorstehenden Ausführungsbeispiel wurde davon ausge gangen, daß der erfindungsgemäße Supraleiter eine Bandform hat. Es ist jedoch ebensogut möglich, daß mit der mindestens einen erforderlichen Verformungsbehandlung auch eine Draht form eines entsprechenden Einkern- oder Mehrkernleiters er zeugt wird.

Ferner können für die mindestens eine Struktur 10 bzw. 10′ aus der Metallfolie statt der angenommenen, als besonders günstig anzusehenden Spiralform der Wickelstruktur 10 bzw. 10′ auch andere, insbesondere der jeweiligen Form des vorge sehenen Leiterkerns angepaßte Formen vorgesehen werden. So sind z. B. bei kreisförmigen Leiterkernen ein einziges oder mehrere zueinander konzentrische Rohre aus der Metallfolie als Struktur möglich. Eine ähnliche Struktur läßt sich auch durch eine exzentrische Spiralform mit Wickelzentrum in Rand nähe der Struktur ausbilden. Sehr dünne bandförmige Leiter kerne erfordern gegebenenfalls nur eine einzige streifenför mige Metallfolie als Struktur.

Claims

1. Langgestreckter Hoch-T_c-Supraleiter mit mindestens einem von normalleitendem Material umgebenen supraleitenden Leiter kern, welcher ein Supraleitermaterial mit einer metalloxidi schen Hoch-T_c-Phase sowie eine in der Hauptausdehnungsrich tung des Supraleiters verlaufende, zumindest Silber (Ag) ent haltende, flächenhafte Struktur aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur (10′) aus wenigstens einer Metallfolie (2) mit einer Dicke (d) von unter 100 µm, vorzugsweise unter 50 µm, gebildet ist.

2. Supraleiter nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß in dem mindestens einen Lei terkern (16a bis 16f) mit der wenigstens einen Metallfolie (2) zumindest annähernd parallele Flächenteile gebildet sind, deren gegenseitiger Abstand (a) höchstens 10 µm, vorzugsweise höchstens 8 µm beträgt.

3. Supraleiter nach Anspruch 1 oder 2, gekenn zeichnet, durch eine Bandform mit einem entsprechend geformten Leiterkern (16a bis 16f), wobei wenigstens ein grö ßerer Teil der mindestens einen Metallfolie (2) der Struktur (10′) in dem Leiterkern zumindest annähernd parallel zu des sen Flachseiten (18, 19) liegt.

4. Supraleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, daß die Metallfo lie (2) eine Dicke (d) von höchstens 10 µm, vorzugsweise höchstens 5 µm, aufweist.

5. Supraleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß die Metallfo lie (2) aus Ag oder dispersionsgehärtetem Ag besteht.

6. Supraleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß eine Umhül lung (Hüllrohr 7) um den mindestens einen Leiterkern (16a bis 16f) vorgesehen ist, die aus Ag oder dispersionsgehärtetem Ag besteht.

7. Verfahren zur Herstellung eines Supraleiters gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) Aus der wenigstens einen Metallfolie (2) wird mindestens eine großflächige Struktur (10) erstellt, die eine wenig stens teilweise kreis- oder spiralförmige Querschnittsli nie aufweist,
b) diese Struktur (10) wird in einem Hüllrohr (7) angeordnet,
c) es wird ein Zwischenprodukt (13) des Supraleiters gebil det, indem der in dem Hüllrohr (7) verbliebene Hohlraum (8) mit einem Pulver (11) gefüllt wird, das wenigstens die metallischen Komponenten der auszubildenden supraleitenden Phase enthält,
d) das Zwischenprodukt (13) wird mindestens einer insbeson dere querschnittsvermindernden Verformungsbehandlung und mindestens einer Wärmebehandlung zur Ausbildung eines End produktes des Supraleiters (15) mit der supraleitenden Phase unterzogen,
e) gegebenenfalls wird nach dem Verfahrensschritt c) und/oder nach dem Verfahrensschritt d) eine an sich bekannte Bünde lungstechnik zur Herstellung eines Mehrkernleiters (15) vorgenommen.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß zur Ausbildung der Struktur (10′) die Metallfolie (2) zunächst mit einer Schicht (3) aus einem or ganischen Binder versehen wird, dann die beschichtete Metall folie in die Form der Struktur (10) gebracht wird, anschlie ßend der so entstandene Aufbau (Wickel 5) in dem Hüllrohr (7) angeordnet wird und schließlich der organische Binder (Schicht 3) vor einem Füllen der Hohlräume (8) in dem Hüll rohr (7) wieder entfernt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch ge kennzeichnet durch die Verwendung eines vorge fertigten Hüllrohres (7).

10. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch ge kennzeichnet, daß das Hüllrohr durch Biegen ei nes Bleches um die Struktur gebildet wird.