DE69408906T2 - Verfahren zum Herstellen eines hochtemperatursupraleitenden Drahtes - Google Patents
Verfahren zum Herstellen eines hochtemperatursupraleitenden DrahtesInfo
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Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bereitstellen eines bei hoher Temperatur supraleitenden Drahts und insbesondere auf ein Verfahren zum Bereitstellen eines supraleitenden Oxiddrahts, welcher für eine bei hoher Temperatur supraleitende Spule oder dergleichen verwendet wird, mit einer hohen kritischen Stromdichte bei der Temperatur von flüssigem Stickstoff.
- Mit der Entdeckung von supraleitenden Materialien wie Yttrium-, Wismut- und Thalliumoxid, welche jeweils kritische Temperaturen (Tc) von 90K, 108K bzw. 125K aufweisen, die über der Temperatur von flüssigem Stickstoff (77,3K) liegen, wird nun eine Verwendung von supraleitenden Oxidmaterialien in dem Gebiet der Energietechnik und Elektronik erwartet. Insbesondere hat sich die Bereitstellung eines Drahts eines Hochtemperatur-Supraleiters aus Oxid seit der Entwicklung eines derartigen Materials zum Zwecke der Verwendung in dem Gebiet der Energietechnik positiv entwikkelt. Unter verschiedenen Verfahren, die in Bezug auf eine derartige Bereitstellung von supraleitenden Drähten untersucht wurden, gibt es ein Verfahren, bei welchem ein Supraleiter aus Oxid mit einem stabilisierenden Metall zur Bildung eines Drahts bedeckt wird. Bei diesem Verfahren wird eine Silberumhüllung, welche mit einem Supraleiter aus Oxid beaufschlagt bzw. gefüllt wird, einer plastischen Verarbeitung wie einem Drahtziehen und -ausrollen und danach einer Sinterung unterworfen, wodurch ein Draht bereitgestellt wird. Bei diesem Verfahren wird der Supraleiter mit einer hohen Ausrichtung versehen, welcher mit Silber durch die Kombination aus der plastische Verarbeitung und dem Sintern bedeckt ist, wodurch ein hoher kritischer Strom erzielt wird. Wenn ein supraleitender Draht einer hohen Temperatur für eine Magnetspule verwendet wird, ist es möglich ein Verfahren der Hitzebehandlung auf einen langen Draht anzuwenden, welcher erlangt wird durch Beaufschlagen einer Silberumhüllung mit einem Supraleiter aus Oxid und Durchführen einer plastische Verarbeitung, einer weiteren Durchführung einer plastischen Verarbeitung und Aufspulung, wobei die Hitzebehandlung der Spule wiederum durchgeführt wird. Es wurde gewünscht, daß eine durch ein derartiges Verfahren erlangte supraleitende Spule eine hohe kritische Stromdichte entlang ihrer Gesamtlänge zuzüglich einer hohen kritischen Temperatur aufrechterhält.
- Bei dem oben erwähnten Verfahren wird üblicherweise ein bandförmiger Draht, welcher nach der ersten plastischen Verarbeitung erlangt wird, aufgespult und hitzebehandelt.
- Bei einer derartigen Hitzebehandlung des Drahts ist es nötig, zu verhindern, daß benachbarte Wicklungen des aufgespulten Drahts aneinander haften, sowie eine Diffusion bzw. Zerstreuung von Komponenten dazwischen zu verhindern. Die japanische Patentveröffentlichungsschrift Nr. 4-274115 (1992) offenbart ein Verfahren einer Hitzebehandlung eines supraleitenden Drahts einer hohen übergangstemperatur (eines hohen Werts von Tc) mit einer schützenden Überzugsschicht aus Silber durch Bonden einer Schicht aus Keramik auf die überzugsschicht aus Silber. Fig. 1 stellt eine Vorrichtung dar, welche mit dieser Veröffentlichung offenbart ist. Entsprechend Fig. 1 wird ein supraleitender Draht 31 mit der schützenden Überzugsschicht von einer Spule 35 zugeführt, mit einer Farbe bzw. einem Lack, welcher Keramik und einen Zellulosebinder enthält, in einem Behälter 34 um mantelt, und auf eine andere Spule 60 als Draht 32 gewikkelt. Der mit dem Keramiklack ummantelte Draht 32 wird auf die Spule 60 als Parallelspule (solenoidförmige Spule) 70 gewickelt. Ein Metallgitter 62 ist zwischen dem Draht 32 und einer Randoberfläche 64 der Spule 60 angeordnet, so daß der Druck, welcher durch eine Differenz der thermischen Ausdehnung zwischen dem Draht 32 und der Spule 60 hervorgerufen wird, absorbiert werden kann. Der auf die Spule 60 gewickelte Draht 32 wird in einen Erhitzungsofen eingebracht und einer Hitzebehandlung für ein Sintern unterworfen.
- Während der Hitzebehandlung bildet die in dem Lack enthaltene Keramik diffusionsverhindernde Schichten zwischen benachbarten Wicklungeri des aufgespulten Drahts 32. Die mit dem Draht 32 versehene Spule 60 wird in dem Ofen horizontal bezüglich der Richtung der Schwerkraft angeordnet. Während der Hitzebehandlung lockern sich die jeweiligen Wicklungen der solenoidförmigen Spule 70 infolge der thermischen Ausdehnung. Als Folge des sich Lockerns hängt der Draht 32 durch sein eigenes Gewicht herab. Als Folge davon kann der Draht 32 durch sein eigenes Gewicht deformiert werden. Derartige Deformierungen reduzieren die Supraleitfähigkeit des Drahts 32 und insbesondere dessen kritische Stromdichte. Wenn der mit dem Lack ummantelte Draht 32 zum Sintern hitzebehandelt wird, haften die Komponenten des Lacks fest an dem Draht 32 an. Somit ist es äußerst schwierig, die Lackkomponenten von dem Draht 32 zur Bloßlegung der Überzugsschicht aus Silber auf dem Draht 32 nach der Hitzebehandlung zu trennen.
- Wenn der bandförmige Draht, welcher nach der ersten plastischen Verarbeitung erlangt wird, in einem Ofen in dem oben erwähnten Verfahren des Bereitstellens eines supraleitenden Drahts aus einem Oxid mit einer Silberumhüllung hitzebehandelt wird, kann andererseits Gas partiell aus dem beaufschlagten Pulver erzeugt werden, um partiell die Silberumhüllung auszuweiten. Des weiteren wird ein räumlicher Bereich, welcher die Erhitzungstemperaturverteilung in dem Erhitzungsofen gleichförmig einstellen kann, üblicherweise in einem gewissen Umfang beschränkt, und daher ist es schwierig, die Hitzebehandlung unter gleichförmigen Bedingungen durchzuführen, wenn sich der Draht verlängert. Eine derartige partielle Ausdehnung des Drahts oder eine un gleichförmige Hitzebehandlung führt zu einer Ungleichförmigkeit der darauffolgenden plastischen Verarbeitung, was zu Teilen führt, die bei der letztendlich erhaltenen Spule niedrige kritische Stromdichten aufweisen. Um einen derartigen Nachteil zu verhindern, wird daher eine Verbesserung der Hitzebehandlung erwartet.
- Ein anderes Verfahren zur Hitzebehandlung eines langen Drahts ist derart beschaffen, daß ein Draht erhitzt wird, welcher vielschichtig aufgewickelt wird. Bei diesem Verfahren ist es möglich, den Draht in einem relativ kompakten Zustand zu erhitzen. Die japanische Patentveröffentlichungsschrift Nr. 4-329217 (1992) offenbart ein Verfahren, bei welchem ein bandförmiger Draht gehalten wird, der bereitgestellt wird durch Bedecken eines Pulvers eines unbearbeiteten Materials für einen Supraleiter aus Oxid mit einer Metallumhüllung zwischen Bändern, welche lediglich aus Keramik bestehen, mit einem kleineren Ausdehnungskoeffizienten als demjenigen der Metallumhüllung, durch Aufspulen des zwischen den Keramikbändern gehaltenen bandförmigen Drahts und durch Hitzebehandlung des aufgespulten bandförmigen Drahts. In dieser Veröffentlichungsschrift wird eine Technik des Unterdrückens einer thermischen Ausdehnung der Metallumhüllung durch Halten des bandförmigen Drahts mit den lediglich aus Keramik bestehenden Bändern vorgeschlagen. Wenn der bandförmige Draht mit der Keramik gebunden ist, die einen unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten ausweist, kann jedoch beim Erhitzen und Abkühlen ein Druck hervorgerufen werden, welcher den bandförmigen Draht deformiert. Demgegenüber offenbart die japanische Patentveröffentlichungschrift Nr. 58-22335 (1983) ein Verfahren des vielschichtigen Aufwickelns eines Metalldrahts mit einer Oberfläche bestehend aus Kupfer oder einer Kupferlegierung auf eine Rolle, wobei ein Glasgewebe oder Papier zwischen die Schichten gebracht wird und der gewikkelte Metalldraht ausgeheizt bzw. getempert wird. Es kann jedoch kein bevorzugtes Ergebnis erzielt werden, wenn diese Technik auf das Bereitstellen eines bei hoher Temperatur supraleitenden Drahts angewandt wird. Wenn ein Band eines Glasgewebes mit einem bandförmigen Draht mit einer Silberumhüllung überlappend aufgewickelt und hitzebehandelt wird, wird während des Schrittes der Hitzebehandlung ähnlich wie bei dem Fall des Bands, welches lediglich aus Keramik besteht, ein Druck hervorgerufen, wodurch eine partielle Deformierung des Bands wie beispielsweise eine Wölbung erzielt wird, obwohl eine Zerstreuung zwischen den aufgeschichteten Teilen der Umhüllung aus Silber verhindert werden kann. Des weiteren ist ein relativ dickes Glasband für eine Verbesserung der Wicklungsdicke für die Hitzebehandlung des Drahtes in einem kompakteren Zustand unvorteilhaft. Wenn demgegenüber Papier anstelle von Glas oder Keramik verwendet wird, wird das Papier unmittelbar bei der Sintertemperatur weggebrannt. Somit ist es unmöglich, hinreichend eine Zerstreuung oder ein Anhaften zwischen den überlappten Teilen der Umhüllung aus Silber mit Papier zu unterdrücken. Aus der japanischen Zusammenfassung des Patents, Band 15, Nr. 367 (E-1245), 7. August 1992, und der JP-A-04116906 ist eine supraleitende Keramikspule bekannt, welche gebildet wird durch Aufwickeln eines bandförmigen Supraleiters aus Keramik, welcher durch das Metallumhüllungsverfahren gebildet wird, und einer flexiblen Keramikschicht spiralförmig und nötigenfalls durch Durchführen einer Hitzebehandlung. Aus der japanischen Patentzusammenfassung, Band 14, Nr. 564 (E-1013), 14. Dezember 1990, und der JP-A-02246101 ist eine supraleitende Spule aus Oxid bekannt, welche durch Aufspulen eines mit Silber ummantelten supraleitenden bandförmigen Drahts aus einem Oxidmaterial mit einer Magnesiumoxidschicht dazwischen als Isolator in einer Flachspule und Durchführen einer Hitzebehandlung hergestellt wird.
- Aufabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Hitzebehandlung eines bandförmigen Drahts bereitzustellen, welcher in einer Scheibenforrn ohne lokale Deformierung aufgewickelt wird, während eine Zerstreuung eines Materials von einem Stabilisierungsteil bei einem Verfahren des Bereitstellens eines bandförmigen supraleitenden Drahts aus Oxid unterdrückt wird.
- Des weiteren ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen langen supraleitenden Draht aus Oxid bereitzustellen, bei welchem die oben dargestellten Schwierigkeiten aufgehoben sind und eine hohe kritische Temperatur und eine hohe kritische Stromdichte entlang seiner Gesamtlänge aufrechterhalten wird.
- Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines bei hoher Temperatur supraleitenden Drahts vorgesehen, welcher einen Supraleiter aus Oxid aufweist bzw. daraus besteht, der mit wenigstens einem stabilisierenden Material ausgewählt aus der Gruppe, die aus Silber und einer Silberlegierung besteht, bedeckt ist. Bei einem Verfahren entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird Pulver, welches im wesentlichen aus wenigstens einem Material besteht, das aus der Gruppe bestehend aus einem Supraleiter eines Oxids und einem Ursprungsmaterial mit einer zur Bildung eines Supraleiters aus Oxid geeigneten Elementezusammensetzung gewählt wird, mit einer Umhüllung beaufschlagt bzw. in eine Umhüllung gefüllt, welche im wesentlichen aus wenigstens einem stabilisierenden Material, welches aus der Gruppe bestehend aus Silber und einer Silberlegierung gewählt ist, besteht, wobei die Schicht, welche dem Pulver beaufschlagt ist, einer plastischen Verarbeitung unterworfen wird, um einen ersten Draht eines flachen Typs bereitzustellen. Des weiteren wird wenigstens der erste Draht des flachen Typs oder ein Draht, welcher wenigstens eine äußere Oberfläche im wesentlichen bestehend aus Silber oder einer Silberlegierung aufweist, mit einem hitzebeständigen Lack ummantelt, der wenigstens ein Material ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Silikonharz, Metallalkoxid und einem Metallsalz einer organischen Säure als Hauptkomponente enthält, wobei der mit dem Lack ummantelte Draht hitzebehandelt wird, um einen zweiten Draht eines flachen Typs bereitzustellen, welcher eine Umhüllung bestehend im wesentlichen aus einem Material aufweist, welches aus der Gruppe bestehend aus Polysiloxan, einem Metalloxid und Keramik gewählt wird. Danach werden die ersten und zweiten Drähte übereinander angeordnet und in einer Scheibenform derart aufgewickelt, so daß der erste Draht sich in Kontakt mit der Umhüllung des zweiten Drahts befindet, während Teile des ersten Drahts selbst sich nicht in Kontakt miteinander befinden. Die in einer Scheibenform aufgewickelten Drähte werden zum Sintern des Suprahalbleiters aus Oxid hitzebehandelt. Nach der Hitzebehandlung wird der erste Draht von dem zweiten Draht getrennt.
- Vorzugsweise werden die ersten und zweiten Drähte mit einem zwischen den Drähten angeordneten brennbaren dritten ebenen Material aufgeschichtet und in einer Scheibenform aufgewickelt. Die Drähte, welche in einer Scheibenform aufgewicktelt sind, werden zum Sintern des Supraleiters aus Oxid hitzebehandelt. Danach wird der erste Draht von dem zweiten Draht getrennt. Bei diesem Verfahren wird das dritte ebene Material wenigstens teilweise bei der Hitzebehandlung zum Sintern weggebrannt.
- Bei einem Verfahren eines anderen Aspekts der vorliegenden Erfindung wird Pulver, welches im wesentlichen aus wenigstens einem Material ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Supraleiter aus Oxid und einem Ursprungsmaterial besteht, welches eine Elementezusammensetzung aufweist, die zum Bilden eines Supraleiters aus Oxid geeignet ist, mit einer Umhüllung beaufschlagt bzw. in eine Umhüllung gefüllt, welche im wesentlichen aus wenigstens einem stabilisierenden Material besteht, daß aus der Gruppe bestehend aus Silber und einem Silberoxid gewählt ist, wobei die Umhüllung, welche mit dem Pulver gefüllt ist, einer Plastische Verarbeitung unterworfen wird, um einen ebenen Draht bereitzustellen. Des weiteren ist ein schützendes Band vorgesehen, welches Teilchen oder Fasern enthält, die im wesentlichen aus einem Material bestehen, welches im wesentlichen nicht von der Hitzebehandlung zum Sintern des Suprahalbleiters aus Oxid im wesentlichen ohne Zerstreuung dessen Komponenten in dem flachen Draht geändert wird, und einen Binder, welcher im wesentlichen aus einem Material besteht, welches wenigstens teilweise durch die Hitzebehandlung verteilt bzw. zerstreut wird. Danach werden das schützende Band und der flache Draht übereinander angeordnet und in einer Scheibenform derart aufgewickelt, daß Teile des flachen Drahts sich nicht in Kontakt miteinander befinden. Der Draht, welcher in einer Scheibenforrn aufgewickelt worden ist, wird zum Sintern des Supraleiters aus Oxid hitzebehandelt. Nach der Hitzebehandlung wird das hitzebehandelte schützende Bandmaterial von dem flachen Draht getrennt. Bei diesem Verfahren wird der Binder wenigstens partiell durch die Hitzebehandlung verteilt.
- Die obige Aufgabe und weitere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den zugehörigen Figuren verdeutlicht.
- Kurze Beschreibung der Figuren
- Fig. 1 zeigt ein konkretes Beispiel einer Vorrichtung, welche für ein herkömmliches Hitzebehandlungsverfahren verwendet wird;
- Fig. 2 zeigt einen typischen Graphen, welcher Änderungen in der Länge des bandförmigen Drahtes während der Sinter- und Kühlschritte bei der Aufbereitung des bandförmigen supraleitenden Drahts aus Oxid darstellt;
- Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht, welche einen flachen Draht darstellt, der fest in einer Scheibenform unter einer Hitzebehandlung entsprechend der vorliegenden Erfindung aufgewickelt ist;
- Figuren 4A und 4B zeigen Querschnittsansichten, welche zweite flache Drähte darstellen, die mit hitzebeständigen Ummantelungen, entsprechend der vorliegenden Erfindung versehen sind;
- Fig. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht, welche einen anderen flachen Draht darstellt, der fest in einer Scheibenform, unter einer Hitzebehandlung entsprechend der vorliegenden Erfindung aufgewickelt ist;
- Fig. 6 zeigt eine perspektivische Darstellung, welche einen anderen flachen Draht darstellt, der fest in einer Scheibenform unter einer Hitzebehandlung entsprechend der vorliegenden Erfindung aufgewickelt worden ist;
- Fig. 7 veranschaulicht einen flachen Draht entsprechend einem vergleichbaren Beispiel, welcher unter einer Hitzebehandlung aufgewickelt ist; und
- Fig. 8 veranschaulicht einen flachen Draht entsprechend einem anderen vergleichbaren Beispiel, welcher in einer Hitzebehandlung aufgewickelt ist.
- Ein bandförmiger Draht, welcher unter Durchführung einer plastischen Verarbeitung bezüglich einer Umhüllung eines Stabilisierungsmaterials erlangt wird, welche mit einem Pulver eines unbearbeiteten Materials für einen Supraleiter aus Oxid gefüllt ist, zeigt das in Fig. 2 dargestellte Verhalten bei einem Sinterschritt. Entsprechend Fig. 2 stellt die Ordinate Temperaturen dar, während die Abszisse die Längen des Drahtes darstellt. Zuerst dehnt sich der bandförmige Draht entlang einer Linie A-B aus, wenn die Temperatur sich erhöht. Nach dem Sintern kühlt sich andererseits der bandförmige Draht ab und zieht sich entlang der Linie B-C zusammen. Somit hat der Draht vor dem Erhitzen und nach dem Kühlen unterschiedlliche Längen. Ein derartiges Verhalten kann dadurch hervorgerufen werden, daß der bandförmige Draht aus einem zusammengesetzten Material bestehend aus Keramik und einem Metall gebildet und die Keramik durch die Wärmebehandlung gesintert ist. Wenn ein isolierendes Material zum Verhindern einer Zerstreuung zwischen Teilen des bandförmigen Drahts angeordnet wird, welcher in einer Scheibenform aufgewickelt wird, wird es daher erwünscht, daß das isolierende Material dem Verhalten des Drahts folgen kann. Wenn ein Material mit einem einzigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten mit im wesentlichen gleichen Längen vor dem Erhitzen und nach dem Kühlen als das Isoherungsmaterial verwendet wird, ergibt sich andererseits ein Druck aus dem Unterschied des Verhaltens zwischen dem isolierenden Material und dem bandförmigen Draht. Dieser Druck ruft eine Deformierung des bandförmigen Drahts hervor. Bei den oben beschriebenen herkömmlichen Verfahren wird aus diesem Grund das Band, welches lediglich aus Glas oder Keramik besteht, nicht bevorzugt.
- Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird die Isolierungsschicht aus einem Material mit einem Verhalten gebildet, welches demjenigen des bandförmigen Drahts durch die Hitzebehandlung und das Kühlen ähnelt. Ein bandförmiger Draht, welcher mit Keramik oder einem Metalloxid ummantelt ist, oder ein Draht, welcher durch Ummanteln eines flachen Drahts bestehend aus Silber oder einer Silberlegierung wenigstens an seiner äußeren Oberfläche mit Keramik oder einem Metalloxid gebildet wird, wird vorzugsweise als derartiges Isolierungsmaterial verwendet. Wenn ein brennbares Material zwischen einem Isolierungsmaterial und dem bandförmigen Draht angeordnet wird, ist es möglich, daß sich das brennbare Material in einem Schritt des Sinterns zerstreut, wodurch ein Zwischenraum zwischen dem bandförmigen Draht und dem Isolierungsmaterial definiert wird. Dieser Zwischenraum absorbiert des weiteren Druck, welcher zwischen dem bandförmigen Draht und dem isolierenden Material hervorgerufen wird. Wenn das isolierende Material aus einem Band, welches Teilchenoder Fasern enthält, die während des Sinterns nicht verändert werden, und einem Binder gebildet wird, welcher sich während des Sinterns zerstreut, wird andererseits der Binder vergast und durch die Hitzereaktion zerstreut, wodurch ein Bonden bzw. eine Verbindung zwischen den Teilchen oder den Fasern freigegeben wird. Infolge eines derartigen Freigebens des Bondens ist das Isolierungsmaterial nicht auf das Verhalten des bandförmigen Drahts gebunden. Die Teilchen oder Fasern werden während der Hitzebehandlung bewegt, wodurch das Auftreten eines Drucks zwischen dem bandförmigen Draht und dem Isolierungsmaterial verhindert wird. Nach dem Beenden des Sinterns kann sich der bandförmige Draht frei zusammenziehen, da die Teilchen oder Faser im wesentlichen nicht miteinander verbunden sind.
- Entsprechend der vorliegenden Erfindung besitzt ein flacher Draht, welcher zum Erlangen des zweiten flachen Drahts durch die Ummantelung verwendet wird, vorzugsweise einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten und einen Kontraktionskoeffizienten, deren Größe äußerst nahe derjenigen des ersten flachen Drahtes liegt. Es wird äußerst bevorzugt, daß ein derartiger flacher Draht für den zweiten Draht dieselbe Struktur und Zusammensetzung wie der erste ebene Draht besitzt, während der flache Draht für den zweiten Draht alternativ aus einem Draht gebildet werden kann, welcher mit Silber oder einer Silberlegierung ummantelt ist, um einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten und einen Kontraktionskoeffizienten zu besitzen, welche nahe denjenigen des ersten Drahts liegen, oder aus einem Draht, welcher im wesentlichen aus Silber oder einer Silberlegierung besteht. Ein derartiger Draht wird mit einem hitzebeständigen Lack ummantelt, um mit einer hitzebeständigen Ummantelung durch die Hitzebehandlung versehen zu werden. Die Ummantelung besitzt vorzugsweise eine Dicke von beispielsweise 2 bis 100um. Des weiteren haftet die Umhüllung vorzugsweise fest an dem Draht an, so daß derselbe nicht durch ein kommerziell verfügbares anhaftendes Band beispielsweise getrennt wird. In Bezug zu der thermischen Expansion und Kontraktion ist der Unterschied zwischen dem ersten und dem zweiten Draht vorzugsweise kleiner. Wenn der erste und zweite Draht mit derselben Länge aufgeschichtet werden und aufgewickelt werden, um zum Sintern hitzebehandelt zu werden und danach bei Raumtemperatur beispielsweise gekühlt werden, beträgt der Unterschied der Länge zwischen den Drähten vorzugsweise nicht mehr als 1% und insbesondere nicht mehr als 0,1% der Gesamtlänge des ersten Drahts nach dem Kühlen. Es ist möglich, effizienter das Auftreten einer thermischen Spannung unter Verwendung eines derartigen zweiten Drahts zu unterdrücken. Der zweite flache Draht kann vorzugsweise eine Dicke in dem Bereich von 50 bis 1000um aufweisen.
- Der hitzebeständige Lack setzt sich hauptsächlich aus Silikonharz, Metallalkoxid oder einem Salz einer metallor ganischen Säure zusammen. Eine derartige Komponente wird in einem geeigneten Lösungsmittel wie Alkohol, Azeton oder Wasser aufgelöst oder feinst verteilt. Der hitzebeständige Lack kann Keramikpulver bestehend aus Silizium, Aluminium, Zirkonium, Siliziumnitrid, Siliziurnkarbid, Aluminiumnitrid oder dergleichen bestehen. Des weiteren kann der hitzebeständige Lack Magnesiumoxid, Manganoxid, Chromoxid oder Kupferoxid enthalten. Der hitzebeständige Lack, welcher Silikonharz enthält, kann von der Garnma Chemical Co. als Gamma 1100 (Handelsbezeichnung) beispielsweise erhalten werden, während der Lack, welcher Metallalkoxid enthält, von der Nekkenkagaku Kougyo Co. unter der Handelsbezeichnung Ceratop Typ II beispielsweise erhalten werden kann, und die Farbe, welche das Salz der metallorganischen Säure enthält, beispielsweise von der Nekkenkagaku Kougyo Co. unter der Handelsbezeichnung Ceratop Typ 1 erhalten werden kann. Wenn sich der hitzebeständige Lack hauptsächlich aus Silikonharz zusammensetzt, kann das Lösungsmittel durch die Hitzebehandlung zur Bildung einer Umhüllung auf dem Draht, welche sich hauptsächlich aus Polysiloxan zusammensetzt, entfernt werden. Das Silikonharz kann ebenfalls durch die Hitzebehandlung zur Bildung einer Keramikumhüllung auf dem Draht zerlegt werden, welche sich hauptsächlich aus Siliziumoxid zusammensetzt. Der Lack wird vorzugsweise bei einer Temperatur von beispielsweise wenigstens 200ºC hitzebehandelt. Die derart gebildete Umhüllung besitzt eine hervorragende Hitzebeständigkeit und ein hervorragendes Isolations vermögen. Wenn sich der hitzebeständige Lack hauptsächlich aus Metallalkoxid zusammensetzt, ist es möglich, eine Umhüllung auf dem Draht zu bilden, welche sich hauptsächlich aus einem Metalloxid oder Keramik zusammensetzt, durch Hydrolyse und eine Polykondensierungsreaktion des Metallalkoxids durch Hitzebehandlung des Lacks entsprechend einem sol-gel"-Verfahren beispielsweise. In diesem Fall enthält der hitzebeständige Lack ein geeignetes Lösungsmittel wie Alkohol, Wasser und Säure wie Salpertersäure zusätzlich zu dem Metalloxid. Der hitzebeständige Lack wird vorzugsweise bei einer Temperatur von beispielsweise wenigstens 200ºC hitzebehandelt. Die derart gebildete Umhüllung besitzt eine hervorragende Hitzewiderstandsfähigkeit und ein hervorragendes Isolierungsvermögen. Wenn sich der hitzebeständige Lack hauptsächlich aus einem Salz einer metallorganischen Säure zusammensetzt, ist es möglich, eine Umhüllung, welche sich hauptsächlich aus einem Metalloxid oder Keramik zusammensetzt, auf dem Draht durch thermisches Zerlegen des Salzes der metallorganischen Säure durch Hitzebehandlung des Lacks zu bilden. Der Lack wird vorzugsweise bei einer Temperatur von beispielsweise wenigstens 200ºC hitzebehandelt. Die derart gebildete Umhüllung besitzt eine hervorragende Hitzebeständigkeit und ein hervorragendes Isolationsvermögen.
- Entsprechend der vorliegenden Erfindung kann der Supraleiter aus Oxid bei einer Temperatur von 800 bis 900ºC, vorzugsweise bei 830 bis 870ºC und insbesondere bei 840 bis 850ºC gesintert werden. Nach der Hitzebehandlung kann der erste Draht, welcher von dem zweiten Draht getrennt ist, einem Abrollen und einer Hitzebehandlung unterworfen werden. Ein Draht mit einer hervorragenden Supraleitfähigkeit kann durch wiederholtes Abrollen und Sintern erlangt werden.
- Der erste und der zweite Draht kann derart aufeinander geschichtet werden und gewickelt werden, so daß der brenn bare dritte ebene Körper zwischen dem ersten und zweiten Draht angeordnet wird, wenn die Hitzebehandlung durchgeführt wird. Es ist möglich, den ersten flachen Draht zu Sintern und den dritten flachen Körper durch die Hitzebehandlung zu verbrennen. In diesem Fall kann der brennbare dritte Körper vollständig oder partiell durch die Hitzebehandlung verbrannt werden. Ein durch die Hitzebehandlung vollständig verbranntes Material kann vorzugsweise aus einem Körper gebildet werden, welcher im wesentlichen aus einem fachgerechten Papier oder dergleichen besteht, während ein partiell verbranntes Material vorzugsweise aus einem Körper gebildet werden kann, welcher im wesentlichen aus einer Mischung aus Keramikpulver (beispielsweise Aluminium) oder Fasern und gesondertem Material oder dergleichen gebildet werden. Dieses brennbare dritte flache Material kann eine Dicke in dem Bereich von 50 bis looottrn aufweisen.
- Bei der vorliegenden Erfindung können die Teilchen oder Fasern, welche in dem schützenden Band enthalten sind und im wesentlichen aus einem Material bestehen, welches nicht durch das Sintern zerstreut bzw. verteilt ist, vorzugsweise aus Keramikteilchen einer Partikelgröße von etwa 2 bis 20um oder aus kurzen Kerarnikfasern einer Länge von etwa 10 bis 200um und einer Breite von 2 bis 20um gebildet werden, welche aus der Gruppe bestehend aus Oxiden, Nitriden und Karbiden von Metallen und Halbrnetallen gewählt sind. Andererseits kann der Binder, welcher im wesentlichen aus einem Material besteht, das durch Sintern zerstreut wird, vorzugsweise aus einem organischen Schlichtemittel oder dergleichen gebildet werden. Genauer gesagt, ein derartiges Schlichtemittel kann aus einem auf Zellulose basierenden Binde- bzw. Klebernittel, einem auf natürlichem Kautschuk basierenden Klebemittel oder dergleichen gebildet werden. Es ist möglich, einen Artikel, welcher Keramikpapier oder Keramikblatt als gebräuchlicher Name genannt wird, durch Hinzufügen des Binders bestehend aus einem Material, welches durch Sintern zerstreut wird, zu den Teilchen oder Fasern bestehend aus einem Material, welches durch Sintern nicht zerstreut wird, zu erlangen. Ein derartiger Artikel kann als kommerzieller Gegenstand zu relativ geringen Kosten erlangt werden. Beispielsweise ist Keramikpapier, welches durch Hinzufügen eines kleinen Betrags des organischen Schlichtemittels (auf Zellulose basierendes Klebemittel) als Binder für kurze Fasern von Aluminiumoxid (Al&sub2;O&sub3;) einer Länge von etwa 100um und einem Durchmesser von 2um hergestellt wird, als kommerzieller Gegenstand (beispielsweise unter der Warenbezeichnung Sun Paper der Taiyo Chemical Co.) verfügbar. Die Dicke des Keramikpapiers oder des Keramikblatts liegt beispielsweise in einem Bereich von 50 bis 1000um. Das Keramikpapier oder das Keramikblatt ist zwischen benachbarten Teilen des flachen Drahts beim Sintern angeordnet. Das Keramikpapier oder Keramikblatt, welches als kommerzieller Gegenstand verfügbar ist, besitzt üblicherweise die Form eines Quadrats bzw. Rechtecks mit einer bestimmten Breite und Länge, und daher wird es bevorzugt, selbiges in bandförmige Segmente einer Breite von etwa 4mm zu zerschneiden und diese bandförmigen Segmente in eine bestimmte Länge zu verbinden, um das Papier oder Blatt der vorliegenden Erfindung zu verwenden. Wenn ein kontinuierlich langer bandförmiger Artikel vorhanden ist, wird es selbstverständlich bevorzugt, selbiges zu verwenden.
- Bei der vorliegenden Erfindung enthält der Supraleiter aus Oxid einen Supraleiter aus Oxid auf der Grundlage von Wismut wie ein Bi-Sr-Ca-Cu-O- oder (Bi, Pb)-Sr-Ca-Cu-O-System, den Supraleiter aus Oxid auf der Grundlage von Yttrium wie das Y-Ba-Cu-O-System oder den Supraleiter aus Oxid auf der Grundlage von Thallium wie das (Tl, Pb)-Ca-Ba-Cu-O System. Insbesondere wird der Supraleiter aus Oxid auf der Grundlage von Wismut in Anbetracht einer hohen kritischen Temperatur, der Leichtigkeit des Erzielens einer hohen kritischen Stromdichte und einer geringen Toxidität bevorzugt. Ein Pulver des Supraleiters aus Oxid oder ein Pulver eines unbearbeiteten Materials kann daher beispielsweise durch Mischen von Oxiden oder Karbonaten von Elementen gebildet werden, welche zum Bilden des Supraleiters auf gewöhnliche Weise geeignet sind, um gewünschte Zusammensetzungsverhältnisse zur Bildung des Supraleiters zu erzielen, durch Sintern der Mischung durch die Hitzebehandlung und Zerkleinern des gesinterten Materials. Der mittlere Teilchendurchmesser des derartigen Pulvers beträgt z.B. vorzugsweise nicht mehr als 2um und insbesondere nicht mehr als 1um. Das Pulver des unbearbeiteten Materials für den Hochternperatur-Supraleiter aus Oxid kann ebenfalls aus einem Zwischenstoff gebildet werden, welcher ein Material einer Niedrigtemperaturphase (Tc: 80K) als supraleitende Hauptphase und ein Material einer nichtsupraleitenden Phase mit dem Elementezusammensetzungsverhältnis enthält, welches eine 110-Phase (Hochtemperaturphase) eines Supraleiters aus Oxid auf der Grundlage von Bi bilden kann. Ein derartiges Pulver wird mit einer stabilisierenden Metallumhüllung beauschlagt bzw. in die Metallumhüllung gefüllt, um einen Supraleiter mit einem gewünschten Zusammensetzungsverhältnis zu erlangen. Die Umhüllung des stabilisierenden Materials, welche dem Pulver beaufschlagt ist, wird zu einem Draht ausgezogen und gewalzt, um den ersten Draht zu bilden.
- Der erste flache Draht, welcher durch Beaufschlagen des Pulvers des Supraleiters oder des Pulvers des unbearbeiteten Materials mit der Umhüllung und durch Durchführung einer plastischen Verarbeitung darauf erlangt wird, wird auf den zweiten flachen Draht plaziert, welcher eine hitzebeständige Umhüllung aufweist, und diese Drähte werden beispielsweise wie in Fig. 3 dargestellt zusammengebunden. Fig. 3 stellt den ersten flachen Draht 1 dar, welcher auf eine Spule 3 zusammen mit dem zweiten flachen Draht 2 in einer Scheibenspulenform gewickelt und sanft festgezogen ist. Zu diesem Zeitpunkt werden Teile des ersten flachen Drahts 1, welche sich nahe zueinander befinden, von dem zweiten flachen Draht 2 getrennt. Infolge einer derartigen Wicklung wird ein geeigneter Druck gleichförmig auf eine Hauptoberfläche des ersten Drahts 1 aufgebracht. Wenn die Hitzebehandlung mit einem Aufbringen eines derartigen Drucks durchgeführt wird, ist es möglich, eine durch die Bildung von Gas hervorgerufene Ausdehnung des Umhüllungsmaterials auszugleichen, wodurch die oben beschriebene teilweise Ausdehnung des Urnhüllungsmaterials verhindert wird.
- Der zweite Draht, welcher dem ersten Draht überlagert ist, besitzt beispielsweise eine in Fig. 4A oder 4B dargestellte Querschnittsstruktur. Entsprechend Fig. 4A ist eine hitzebeständige Umhüllung 12 um einen Draht 11 gebildet. Entsprechend Fig. 48 sind demgegenüber hitzebeständige Umhüllungen 12' auf Hauptoberflächen eines Drahts 11' gebildet. In jeder Struktur sind die zwei Drähte derart übereinander angeordnet, daß Hauptoberflächen des ersten und zweiten Drahtes gegenseitig überdeckt sind und die Drähte fest zusammengewunden sind, wodurch Teile des gewundenen ersten Drahts voneinander durch den zweiten Draht getrennt sind und sich nicht in Kontakt zueinander befinden. Somit kann durch Diffusion in dem ersten Draht während einer Hitzebehandlung verhindert werden, daß die Urnhüllungsmaterialteile aneinander anhaften. Die hitzebeständige Umhüllung, welche durch die Hitzebehandlung eines hitzebeständigen Lackes, der wenigstens Keramik, Silikonharz, Metallalkoxid oder ein Salz einer metallorganischen Säure als Hauptkomponente enthält, gebildet ist, wird kaum mit dem ersten flachen Draht 10 auf die Hitzebehandlung verbunden, da eine derartige Umhüllung im wesentlichen beispielsweise aus Keramik besteht. Nach der Hitzebehandlung kann daher der erste Draht relativ leicht von dem zweiten Draht getrennt werden. Des weiteren wird der zweite Draht durch Bilden einer hitzebeständigen Umhüllung auf einem Draht, welcher im wesentlichen aus Silber oder einer Silberlegierung wenigstens an seiner äußeren Oberfläche besteht, oder durch Bilden einer hitzebeständigen Umhüllung auf dem ersten Draht aufbereitet. Daher besitzt der zweite Draht einen thermischen Expansionskoeffizienten und Kontraktionskoeffizienten, welche sehr nahe zu denen des ersten Drahts liegen. Wenn diese Drähte übereinander angeordnet, festgewunden, hitzebehandelt und abgekühlt werden, dehnen sich und ziehen sich die Drähte zusammen mit ähnlichen Raten. Daher wird ein Druck, welcher sich aus der festen Wicklung ergibt, gleichförmig entlang der gesamten Drähte in dem Schritt der Hitzebehandlung aufrechterhalten. Wenn der zweite Draht durch einen Draht wie ein Glasband ersetzt wird, welches einen thermischen Expansionskoeffizienten aufweist, welcher kleiner als derjenige des ersten Drahts ist, wird demgegenüber der erste Draht durch die Hitzebehandlung weiter ausgedehnt, wodurch eine Krümmung hervorgerufen wird. Eine derartige Krümmung führt zur Reduzierung der kritischen Stromdichte des Drahtes. Der zweite flache Draht kann wiederholt verwendet werden, da selbiger seine anfängliche Stärke ohne Verschlechterung nach. der Hitzebehandlung anders als das oben beschriebene Glasband beibehält, welches durch die Hitzebehandlung gebrochen wird. Die Verwendung des zweiten flachen Drahtes führt zur Reduzierung der Kosten zur Bereitstellung des supraleitenden Drahts hoher Temperatur.
- Bei der vorliegenden Erfindung können der erste und zweite flache Draht beispielsweise ebenfalls mit dem dazwischen angeordneten brennbaren dritten flachen Körper aufgeschichtet werden, wobei die Schichten festgewunden und einer Hitzebehandlung wie in Fig. 5 dargestellt unterworfen werden. Entsprechend Fig. 5 wird der brennbare dritte flache körper oder das Band 4 zwischen dem ersten und zweiten flachen Draht 1 und 2 gehalten, welche wiederum auf die Spule 3 in einer Scheibenspulenform gewickelt und sanft festgezogen werden. Nahe kommende Teile des ersten Drahts 1 werden voneinander durch den dritten flachen Körper 4, den zweiten Draht 2 und den dritten flachen Körper 4 getrennt. Wenn die Scheibenspule ähnlich wie oben beschrieben hitzebehandelt wird, wird durch Zerstreuung verhindert, daß das Umhüllungsmaterial sich partiell ausdehnt und anhaftet, während der ganze oder der größte Teil des dritten flachen Körpers weggebrannt wird, um einen kleinen Zwischenraum, welcher im wesentlichen gleich der Dicke des dritten flachen Körpers ist, zwischen dem ersten und zweiten flachen Draht 1 und 2 zu definieren. Eine Anhaftung zwischen dem ersten und dem zweiten Draht 1 und 2 wird infolge dieses Zwischenraums vollständig verhindert. Nach der Hitzebehandlung kann daher der erste Draht 1 weiter leicht von dem zweiten Draht 2 getrennt werden.
- Fig. 6 stellt den flachen Draht 5 dar, welcher auf einem bandförmigen Keramikpapier 6 angeordnet, auf die Spule 3 in einer Scheibenspulenforrn aufgewickelt und sanft festgezogen ist. Zu diesem Zeitpunkt werden benachbarte Teile des flachen Drahts 5 voneinander durch das bandförmige Keramikpapier 6 getrennt. Infolge einer derartigen festen Wicklung ist der lange flache Draht 5 in eine äußerst kompakte Form gebracht worden, während ein geeigneter Druck gleichförmig auf eine Hauptoberfläche des flachen Drahtes 5 aufgebracht wird. Wenn ein Sintern unter einem derartigen Druck durchgeführt wird, wird eine Ausdehnung des Umhüllungsmaterials, welche durch Erzeugung eines Gases hervorgerufen wird, entlang der gesamten Länge des Drahtes 5 ausgeglichen, wodurch die oben die beschriebene partielle Ausdehnung des Umhüllungsmaterials verhindert wird. Das dazwischen angeordnete Band 6 kann aus Teilchen oder Fasern gebildet werden, welche aus einem Material, das nicht durch das Sintern in einem Temperaturbereich von 700 bis 1000ºC zerstreut wird, und einem Material besteht, welches durch das Sintern zerstreut wird. Wenn der flache Draht 5 gesintert wird, kann daher der Binder, welche die Teilchen oder die Fasern miteinander in dem Band 6 verbindet, im wesentlichen vollständig verbrannt und vergast werden, wodurch im wesentlichen keine starke Dehnungsbeanspruchung zwischen den Teilchen oder den Fasern wirkt. Da sich der flache Draht 5 und insbesondere die Metallumhüllung durch das Sintern ausdehnt, dehnt sich daher ebenfalls das dazwischen angeordnete Bandmaterial entsprechend. Wenn der flache Draht 5 durch das Sintern abgekühlt wird, zieht sich demgegenüber das Bandmaterial im Ansprechen auf ein Zusammenziehen des flachen Drahtes 5, insbesondere der Metallumhüllung, zusammen. Daher wird im wesentlichen kein Druck auf den hitzebehandelten Draht 5 aufgebracht, wodurch eine Deformation wie eine Krümmung verhindert wird. Des weiteren wird das dazwischen angeordnete Band 6 durch die Hitzebehandlung in einen gesinterten Körper aus Keramik umgewandelt, welcher gegenüber einem äußeren Druck zerbrechlich ist, wodurch selbiges leicht von dem flachen Draht 5 getrennt werden kann. Das Keramikpapier oder das Keramikblatt, welche als kommerzieller Gegenstand zu relativ geringen Kosten erlangt werden kann, kann einfach verwendet werden, wodurch die Kosten für die Hitzebehandlung des Drahtes reduziert werden können.
- Bei der vorliegenden Erfindung kann der Draht zum Sintern in eine kompaktere Form hitzebehandelt werden. Somit wird die Verteilung der Erhitzungstemperatur in dem Draht weiter gleichförmig gemacht. Bei der vorliegenden Erfindung ist es möglich, zu verhindern, daß die Umhüllung partiell expandiert und eine partielle Deformation durch die Hitzebehandlung hervorgerufen wird. Als Ergebnis kann ein supraleitender Draht mit einer hohen kritischen Stromdichte entlang seiner Gesamtlänge erzielt werden. Somit ist die vorliegende Erfindung zur Aufbereitung bzw. Bereitstellung eines längeren supraleitenden Drahts aus Oxid geeignet. Bei der vorliegenden Erfindung kann das dazwischen angeordnete Bandteil leicht von dem supraleitenden Draht nach der Hitzebehandlung getrennt werden, wodurch ein Draht mit bloßgelegter Metalloberfläche einfach erlangt werden kann.
- Bi&sub2;O&sub3;&sub1; PbO, CaCO³, SRCO&sub3; und CuO werden verwendet, um ein Pulver bereitzustellen, welches Bi, Pb, Sr, Ca und Cu in einem Zusammensetzungsverhältnis von 1,8:0,4:2:2,2:3 enthält.
- Dieses Pulver wurde bei 800ºC über 8 Stunden hitzebehandelt, und der derart erhaltene gesinterte Körper wurde in ein Pulver in einem automatischen Mörser bzw. einer Reibschale zerkleinert bzw. zerstampft. Das durch Zerstampfen erhaltene Pulver wurde bei 860ºC über 8 Stunden hitzebehandelt, und der derart erlangte gesinterte Körper wurde wiederum in dem automatischen Mörser zerstampft. Das erhaltene Pulver wurde in einem Vakuum hitzebehandelt und danach in ein Silberrohr mit einem äußeren Durchmesser von 15mm und einem inneren Durchmesser von lomm gefüllt. Danach wurde das mit dem Pulver gefüllte Silberrohr zu einem Draht ausgezogen und gewalzt, wodurch ein bandförmiger Draht einer Dicke von 0,18mm erlangt wurde.
- Der durch die oben beschriebenen Schritte erlangte bandförmige Draht wurde mit einem hitzebeständigen Lack (Gamma 1100 von der Gamma Chemical Co.) einer Dicke von 20um ummantelt und bei 500ºC hitzebehandelt, um an seiner Oberfläche mit einer hitzebeständigen Ummantelung versehen zu werden. Der mit einer hitzebeständigen Ummantelung versehene bandförmige Draht wurde einem anderen bandförmigen Draht mit Silberumhüllung überlagert bzw. darauf angeordnet, welcher durch die oben beschriebenen Schritte getrennt erlangt wurde, und zusammen auf einer Spule eines Durchmessers von 50cm in einer Scheibenspulenform wie in Fig. 3 dargestellt gewickelt und festgezogen. Das zusammen aufgewickelte Material wurde in einer Umgebung von 845ºC über 50 Stunden hitzebehandelt und danach langsam abgekühlt.
- Ein Silberband einer Dicke von 0,lmm wurde mit einem hitzebeständigen Lack (Gamma 1000 von der Gamma Chemical Co.), welches Siliziumharz einer Dicke von 20um enthält, und bei 500ºC hitzebehandelt, um mit der hitzebeständigen Ummantelung versehen zu werden. Das mit der hitzebeständigen Ummantelung versehene Silberband wurde auf einen bandförmigen Draht mit Silberumhüllung geschichtet, welcher durch die Schritte des Beispiels 1 gebildet wurde, und zusammen auf eine Spule mit einem Durchmesser von 50cm ähnlich wie bei dem Beispiel 1 gewickelt. Die zusammengewikkelten Materialien wurden in einer Umgebung von 845ºC über 50 Stunden hitzebehandelt und danach langsam abgekühlt.
- Ein Draht mit Silberumhüllung, welcher durch die Schritte des Beispiels 1 erlangt wurde, und ein Glasband einer Dicke von 0,3mm wurden zusammen auf eine Spule eines Durchmessers von 5º0m ähnlich wie bei dem Beispiel 1 gewikkelt. Danach wurden die zusammen gewickelten Materialien in einer Umgebung von 845ºC über 50 Stunden hitzebehandelt und danach langsam abgekühlt.
- Ein bandförmiger Draht mit einer Silberumhüllung, welcher durch die Schritte des Beispiels 1 erlangt wurde, wurde mit einem hitzebeständigen Lack (Ceratop Typ II von der Nekkenkagaku Kougyo Co.), der Metallalkoxid als Hauptkomponente enthält, einer Dicke von 20um ummantelt und danach bei 500ºC hitzebehandelt, um mit einer hitzebeständigen Ummantelung versehen zu werden. Der mit der hitzebeständigen Ummantelung versehene bandförmige Draht und ein Draht mit Silberumhüllung, welcher getrennt durch die Schritte des Beispiels 1 erlangt wurde, wurden zusammen auf einer Spule eines Durchmessers von 50cm ähnlich wie beim Beispiel 1 gewickelt. Danach wurden die zusammengewickelten Materialien in der Umgebung von 845ºC über 50 Stunden hitzebehandelt und danach langsam abgekühlt.
- Ein Silberband mit einer Dicke von 0,1mm wurde mit einem hitzebeständigen Lack (Ceratop Typ II von der Nekken kagaku Kougyo Co.) einer Dicke von 20um ummantelt und danach bei 500ºC hitzebehandelt, um mit einer hitzebeständigen Umhüllung versehen zu werden. Der mit der hitzebeständigen Ummantelung versehene bandförmige Draht und ein Draht mit Silberumhüllung, welcher durch die Schritte des Beispiels 1 erlangt wurde, wurden auf die Spule mit einem Durchmesser von 5º0m ähnlich wie bei dem Beispiel 1 zusammengewickelt, in der Umgebung von 845ºC über 50 Stunden hitzebehandelt und danach langsam abgekühlt.
- Ein Draht mit Silberumhüllung, welcher durch die Schritte des Beispiels 1 erlangt wurde, wurde mit einem Material, welches durch feinstes Verteilen von Magnesiumoxidpulver in Alkohol gebildet wird, einer Dicke von 20um ummantelt, um mit einer Isolierungsschicht des Magnesiumoxidpulvers versehen zu werden. Der mit der Isolierungsschicht versehene bandförmige Draht und ein anderer Draht mit Silberumhüllung, welcher getrennt durch die Schritte des Beispiels 1 erlangt wurde, wurden übereinander angeordnet und zusammen auf eine Spule mit einem Durchmesser von 50cm in eine scheibenförmige Spulenform ähnlich wie bei dem Beispiel 1 aufgewickelt. Danach wurden die scheibenförmigen Materialien in der Umgebung von 845ºC über 50 Stunden hitzebehandelt und danach langsam abgekühlt.
- Nach der Hitzebehandlung wurde bei den Beispielen 1, 2, 4, 5 und 6 keine Krümmung festgestellt, während eine Krümmung bei dem Beispiel 3 festgestellt wurde.
- Nach der Hitzebehandlung wurden des weiteren die mit der hitzebeständigen Umhüllung versehenen Drähte, das Glasband und die mit dem Magnesiumoxidpulver ummantelten Drähte jeweils von den bei hoher Temperatur supraleitenden Drähten getrennt. Während das Glasband derart zerbrechlich war, daß selbiges nach der Trennung in Stücke zerfiel, verblieb der mit der hitzebeständigen Ummantelung versehene Draht unverändert und war für eine wiederholte Verwendung verfügbar. Demgegenüber wurden die mit der hitzebeständigen Ummantelung und dem Magnesiumoxidpulver versehenen Drähte jeweils durch einen Abschälungstest mit anhaftenden Bändern mit einem Gittermuster von darauf gezogenen 10 x 10 Abmessungen von 1mm dahingehend untersucht, ob die gebildeten Ummantelungen leicht zu trennen sind. Die Beispiele 1, 2, 4 und 5 zeigten Ergebnisse von 100/100, während das Beispiel 6 ein Ergebnis von 14/100 zeigte. Bei diesen Indizees zeigen die linken Seiten Bereiche von Teilen an, welche an den anhaftenden Bändern von 100mm² nicht mit Umhüllungen verbunden sind. Aus diesen Ergebnissen ist ersichtlich, daß die durch Aufbringen des Lacks erlangten Schichten stark an den Drähten anhaften, während die Umhüllung aus dem Magnesiumoxidpulver leicht abzutrennen ist.
- Der durch die Behandlung des Beispiels 1 erlangte bei hoher Temperatur supraleitende Draht wurde auf eine Dicke von 0,16mm weiter gewalzt und danach mit einem hitzebeständigen Lack (Gamma 1100 von der Gamma Chemical Co.), welcher Siliziumharz enthält, einer Dicke von etwa 20um ummantelt. Danach wurde der mit dem hitzebeständigen Lack ummantelte Draht auf eine Spule mit einem Durchmesser von 10cm in einer Scheibenspulenforrn aufgewickelt und danach bei 840ºC über 50 Stunden hitzebehandelt.
- Der durch die Behandlung des Beispiels 2 erlangte bei hoher Temperatur supraleitende Draht wurde weiter auf eine Dicke von 0,16mm gewalzt und danach mit einem hitzebeständigen Lack (Ceratop Typ II von der Nekkenkagaku Kougyo Co.), welcher Metallalkoxid enthält, einer Dicke von etwa 20um ummantelt. Danach wurde der mit dem hitzebeständigen Lack ummantelte Draht auf eine Spule mit einem Durchmesser von 10cm in einer Scheibenspulenform aufgewickelt und danach bei 840ºC über 50 Stunden hitzebehandelt.
- Der durch die Behandlung des Beispiels 3 erlangte bei hoher Temperatur supraleitende Draht wurde auf eine Dicke von 0,16mm weiter gewalzt und danach auf ein Glasband einer Dicke von etwa 0,3mm geschichtet und zusammen auf eine Spule mit einem Durchmesser von 10cm in einer Scheibenspulenform gewickelt. Danach wurde die zusammengewickelte Substanz bei 840ºC über 50 Stunden hitzebehandelt.
- Der durch das Beispiel 4 erlangte bei hoher Temperatur supraleitende Draht wurde auf eine Dicke von 0,16mm gewalzt und danach mit einem hitzebeständigen Lack (Ceratop Typ II an der Nekkenkagaku Kougyo Co.), welcher ein Metallalkoxid enthält, einer Dicke von etwa 20um ummantelt. Danach wurde der mit dem hitzebeständigen Lack ummantelte Draht auf eine Spule mit einem Durchmesser von 10cm in einer Scheibenspulenform gewickelt und danach unter 840ºC über 50 Stunden hitzebehandelt.
- Der durch die Behandlung des Beispiels 5 erlangte bei hoher Temperatur supraleitende Draht wurde weiter auf eine Dicke von 0,16mm gewalzt und danach mit einem hitzebeständigen Lack (Ceratop Typ II von der Nekkenkagaku Kougyo Co.), welcher ein Metallalkoxid enthält, einer Dicke von etwa 20um ummantelt. Danach wurde der mit dem hitzebeständigen Lack ummantelte Draht auf eine Spule mit einem Durchmesser von 10cm in einer Scheibenspulenform gewickelt und danach unter 840ºC über 50 Stunden hitzebehandelt.
- Der durch das Beispiel 6 erlangte bei hoher Temperatur supraleitende Draht wurde auf eine Dicke von 0,16mm gewalzt und mit einer Alkohollösung, welche darin zerstreutes Magnesiumoxidpulver enthält, einer Dicke von etwa 40um ummantelt. Danach wurde der mit dem Magnesiumoxidpulver ummantelte Draht auf eine Spule mit einem Durchmesser von 10cm in einer Scheibenspulenform gewickelt und danach unter 840ºC über 50 Stunden hitzebehandelt.
- Bei den Beispielen 7, 8, 10, 11 und 12 wurden Teile der Drähte miteinander verbunden, wenn selbige mit Ummantelungen einer Dicke von 1um versehen waren, während ein Zersprengen der Ummantelungen beobachtet wurde, welche eine Dicke von 150um besaßen.
- Die durch Beispiele 7 bis 12 erlangten Spulen wurden Messungen der kritischen Stromdichten (Jc) bei der Temperatur von flüssigem Stickstoff und eingenommenen Volumina unterworfen. Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse. Tabelle 1
- Aus Tabelle 1 ergibt sich, daß hohe kritische Stromdichten bei den Beispielen 7, 8, 10 und 11 unter Verwendung der Schritte der Ummantelung der Drähte mit den hitzebeständigen Lacken erzielt wurden. Demgegenüber zeigte Beispiel Nr. 9 eine geringe kritische Stromdichte infolge des Einflusses durch die Verkrümmung, welche durch Unterschiede des thermischen Expansionskoeffizienten und Kontraktionskoeffizienten zwischen dem Draht und dem Glasband hervorgerufen wurde.
- Bezüglich der in Beispielen 7, 8, 10, 11 und 12 gebildeten Isolationsummantelungen wurde eine Untersuchung durch einen Abschältest mit anhaftenden bzw. klebenden Bändern mit einer darauf gezogenen Gitterstruktur von 10 x 10 Abmessungen von 1mm dahingehend durchgeführt, ob die gebildeten Ummantelungen stark an den Drähten anhaften oder ob sie leicht zu trennen sind. Die Beispiele 7, 8, 10 und 11 zeigten Ergebnisse von 100/100, während Beispiel 12 ein Ergebnis von 14/100 zeigte. Somit hafteten die in Beispielen 7, 8 10 und 11 gebildeten Isolationsschichten stark an den Drähten, während die Isolationsschicht aus Magnesiumoxidpulver bei einer Anzahl von Teilen in dem Beispiel 12 verloren wurde, wodurch eine partielle Unregegelmäßigkeit der Dicke des Drahtes hervorgerufen wurde und daher die kritische Stromdichte reduziert wurde.
- Bei den Beispielen 7 bis 12 wurden die Volumina der Drähte untersucht, welche zur Zeit der Hitzebehandlung in Scheibenspulenformen gewickelt wurden. Als Ergebnis wurde herausgefunden, daß die eingenommenen Volumina in den Beispielen 7, 8, 10 und 11 unter Verwendung der hitzebeständigen Lacke im Vergleich mit dem Beispiel 12, welches das Glasband verwendet, stark verringert werden können.
- Bi&sub2;O&sub3;, PbO, CaCO&sub3;, SrCO&sub3;, und CuO wurde verwendet, um ein Pulver bereitzustellen, welches Bi, Pb, Sr, Ca und Cu in einem Zusammensetzungsverhältnis von 1,8:0,4:2:2,2:3 enthält. Dieses Pulver wurde unter 800ºC über acht Stunden hitzebehandelt, und danach wurde der derart erlangte gesinterte Körper in einem automatischen Mörser über 2 Stunden in ein Pulver zerstampft. Danach wurde das durch Zerstampfen erlangte Pulver unter 860ºC über acht Stunden hitzebehandelt, und der derart erlangte gesinterte Körper wurde in einem automatischen Mörser zerstampft. Das durch Zerstampfen erlangte Pulver wurde unter Dekrompression hitzebehandelt und danach in ein Siberrohr mit einem äußeren Durch messer von 15mm und einem inneren Durchmesser von 10mm gefüllt. Danach wurde das mit dem Pulver gefüllte Silberrohr zu einem Draht ausgezogen und gewalzt, um einen bandförmigen Draht einer Dicke von 0,20mm zu erlangen.
- Der durch die oben beschriebenen Schritte erlangte bandförmige Draht wurde mit einem hitzebeständigen Lack (Gamma 1100 von der Gamma Chemical Co.), welcher Siliziumharz enthält, einer Dicke von 20um ummantelt und danach unter 500ºC zum Bereitstellen einer hitzebeständigen Ummantelung auf seiner Oberfläche hitzebehandelt. Ein brennbares Bandteil, welches aus einem fachgerechten Papier einer Dicke von etwa 100um besteht, wurde zwischen dem mit der hitzebeständigen Ummantelung versehenen bandförmigen Draht und einem anderen Draht mit Silberumhüllung angeordnet, welcher durch die oben beschriebenen Schritte getrennt davon erlangt wurde. Die Aufschichtung wurde auf eine Spule mit einem Durchmesser von 50cm in einer Scheibenspulenform wie in Fig. 5 dargestellt gewickelt und festgezogen. Die zusammen aufgewickelten Drähte wurden in der Umgebung von 845ºC über 50 Stunden hitzebehandelt und danach langsam abgekühlt.
- Ein brennbarer bandförmiger Draht, welcher aus einem Material besteht, das durch Mischen von Aluminiumoxid und einem Schlichtemittel gebildet wurde, einer Dicke von 100um wurde zwischen einem mit der hitzebeständigen Ummantelung ähnlich Beispiel 13 versehenen bandförmigen Draht und einem bandförmigen Draht mit Silberumhüllung, welcher getrennt durch die Schritte des Beispiels 13 erlangt wurde, angeordnet. Die erlangte Aufschichtung wurde auf eine Spule mit einem Durchmesser von 50cm ähnlich wie die in Fig. 5 dargestellten Drähte aufgewickelt und festgezogen. Die aufgewikkelten Drähte wurden in der Umgebung von 845ºC über 50 Stunden hitzebehandelt und danach langsam abgekühlt.
- Wie in Fig. 7 dargestellt wurde lediglich ein bandförmiger Draht 13 mit Silberumhüllung, welcher durch die Schritte des Beispiels 13 erlangt wurde, entlang einer spiralförmigen Rinne gewickelt, welche auf einer rostfreien Scheibe 14 vorgesehen wurde. Der auf die rostfreie Scheibe 14 gewickelte Draht 13 wurde danach in der Umgebung von 845ºC über 50 Stunden hitzebehandelt und danach langsam abgekühlt.
- Der als das Ergebnis der Behandlung des Beispiels 13 erlangte bei hoher Temperatur supraleitende Draht wurde weiter auf eine Dicke von 0,18mm gewalzt und danach mit einem hitzebeständigen Lack (Gamma 1100 von der Gainrna Chemical Co.), welcher Siliziurnharz enthält, einer Dicke von etwa 20um ummantelt. Danach wurde der mit dem hitzebeständigen Lack ummantelte Draht auf eine Spule mit einem Durchmesser von 10cm in einer Scheibenspulenform gewickelt und danach unter 840ºC über 50 Stunden hitzebehandelt.
- Der als Ergebnis der Behandlung des Beispiels 18 erlangte bei hoher Temperatur supraleitende Draht wurde weiter auf eine Dicke von 0,18mm gewalzt und danach mit einem hitzebeständigen Lack (Gamma 1100 von der Gamma Chemical Co.), welcher Siliziumharz enthält, einer Dicke von etwa 20um ummantelt. Danach wurde der mit dem hitzebeständigen Lack ummantelte Draht auf eine Spule mit einem Durchmesser von 10cm in einer Scheibenspulenform gewickelt und danach unter 840ºC über 50 Stunden hitzebehandelt.
- Der als Ergebnis der Behandlung des Beispiels 15 (Vergleichsbeispiel) erlangte bei hoher Temperatur supraleitende Draht wurde weiter auf eine Dicke von 0,18mm gewalzt, danach auf ein Glasband einer Dicke von 0,3mm geschichtet und zusammen auf eine Spule mit einem Durchmesser von 10cm in einer Scheibenspulenform gewickelt. Danach wurden die zusammen aufgewickelten Materialien unter 840ºC über 50 Stunden hitzebehandelt.
- Was die Beispiele 13 bis 15 anbelangt, wurden die Wicklungen der bandförmigen Drähte einer Drahtlänge von 100m einer Messung der eingenommenen Volumina unterworfen. Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse. Tabelle 2
- Was die in Beispielen 16 bis 18 erlangten Spulen anbelangt, es wurden die kritischen Stromdichten (Jc) und die eingenommenen Volumina gemessen. Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse. Tabelle 3
- Entsprechend Tabelle 2 wurde bewiesen, daß die eingenommenen Bereiche der einer Hitzebehandlung zu unterwerfenden Drähte bei den Beispielen 13 und 14 im Vergleich mit Beispiel 15 entsprechend einem herkömmlichen Verfahren spürbar reduziert waren. Entsprechend Tabelle 3 wurde bewiesen, daß es möglich ist, die eingenommenen Volumina der Spulen bei den Beispielen 16 und 17 im Vergleich mit dem Beispiel 18 spürbar zu verringern. Während hohe kritischen Stromdichten bei den supraleitenden Spulen der Beispiele 16 und 17 erzielt wurden, wurde die Dicke des Drahtes bei der supraleitenden Spule des Beispiels 18 infolge einer unzureichenden Hitzebehandlung wegen des Ansteigens des eingenommenen Volumens partiell unregelmäßig, und daher wurde die kritische Stromdichte verringert.
- Es wurde Bi&sub2;O&sub3;, PbO, CaCO&sub3;, SrCO&sub3; und CuO verwendet, um ein Pulver bereitzustellen, welches Bi, Pb, Sr, Ca und Cu in einem Zusammensetzungsverhältnis von 1,8:0,4:2:2,2:3 enthält. Dieses Pulver wurde unter 800º0 über 8 Stunden hitzebehandelt, und danach wurde der derart erlangte gesinterte Körper in einem automatischen Mörser über 2 Stunden in ein Pulver zerstäubt. Danach wurde das durch Zerstäuben erlangte Pulver unter 860ºC über 8 Stunden hitzebehandelt, und der gesinterte Körper wurde wiederum in einem automatischen Mörser zerstampft. Das durch Zerstampfen erlangte Pulver wurde temporär in einem Vakuum gesintert und danach in ein Silberrohr mit einem äußeren Durchmesser von 15mm und einem inneren Durchmesser von 100mm gefüllt. Danach wurde das mit dem Pulver gefüllte Silberrohr zu einem Draht gezogen, und es wurden 61 derartiger Drähte mit Silberumhüllung, welche nach dem Auziehen erlangt wurden, miteinander in Eingriff gebracht und des weiteren einem Drahtausziehen und Walzen unterworfen, um einen vielfaserigen bandförmigen Draht einer Dicke von 0,2mm zu erlangen.
- Demgegenüber wurde ein Keramikpapier einer Dicke von 0,1mm, welches sich hauptsächlich aus Keramik (Aluminiumoxid) und einem Binder auf der Grundlage von Zellulose zusammensetzt, auf dieselbe Breite wie der erlangte bandförmige Draht abgetrennt, um ein bandförmiges Isolierungsmaterial bereitzustellen.
- Der bandförmige Draht, welcher durch die oben beschriebenen Schritte erlangt wird, wurde auf das bandförmige Keramikpapier einer Dicke von 0,lmm geschichtet und zusammen auf eine Spule mit einem Durchmesser von 50cm ähnlich wie der in Fig. 6 dargestellte Draht gewickelt. Die zusammen aufgewickelten Materialien wurden in der Umgebung von 845ºC über 50 Stunden gesintert und danach langsam abgekühlt.
- Der in dem Beispiel 19 gesinterte Draht wurde herausgenommen, auf eine Dicke von 0,18mm gewalzt und auf das bandförmige Keramikpapier geschichtet und zusammen auf eine Spule mit einem Durchmesser von 50cm ähnlich wie beim Beispiel 19 gewickelt. Die zusammen aufgewickelten Materialien wurden in der Umgebung von 840ºC über 50 Stunden gesintert und danach langsam abgekühlt.
- Lediglich ein bandförmiger Draht mit Silberumhüllung, welcher durch die Schritte des Beispiels 19 erlangt wird, wurde entlang einer spiralförmigen Rinne gewunden, welche auf einer rostfreien Scheibe 14 wie in Fig. 8 dargestellt vorgesehen ist. Der auf die rostfreie Scheibe 14 gewundene Draht 13 wurde danach in der Umgebung von 840ºC über 50 Stunden gesintert und danach langsam abgekühlt. Des weiteren wurde dieser Draht auf eine Dicke von 0,18mm gewalzt und wiederum entlang der auf der rostfreien Scheibe 14 vorgesehenen spiralförmigen Rinne gewunden und unter 840ºC über 50 Stunden gesintert.
- Entsprechend der Beispiele 19 bis 21 wurden die bandförmigen Drähte einer Drahtlänge von iqom einer Messung der eingenommenen Volumina unterworfen. Tabelle 4 zeigt die Ergebnisse. Des weiteren wurden die supraleitenden Drähte der Beispiele 20 und 21 einer Messung der kritischen Stromdichte (Jc) bei der Temperatur von flüssigem Stickstoff unterworfen. Tabelle 4 zeigt ebenfalls die Ergebnisse. Tabelle 4
- Entsprechend Tabelle 4 wurde bewiesen, daß die Drähte in kompakte Formen gebracht wurden und die eingenommenen Volumina bei den Beispielen 19 und 20 spürbar reduziert worden sind. Somit wurde bestätigt, daß es möglich ist, einen langen supraleitenden Draht mit einer höheren kritischen Stromdichte ebenfalls in einem Sinterofen mit einem begrenzten Raum bereitzustellen.
- Es wurde Bi&sub2;O&sub3;, PbO, CACO&sub3;, SrCO3, CuO verwendet, um ein Pulver bereitzustellen, welches Bi, Pb, Sr, Ca und Cu in dem Zusammensetzungsverhältnis von 1,8:0,4:2:2,2:3 enthält. Dieses Pulver wurde unter 800ºC über 8 Stunden hitzebehandelt, und danach wurde der gesinterte Körper in einem automatischen Mörser für 2 Stunden in ein Pulver zerstampft. Danach wurde das durch Zerstampfen erlangte Pulver unter 860ºC über 8 Stunden hitzebehandelt, und der gesinterte Körper wurde wiederum in dem automatischen Mörser zerstampft. Das durch Zerstampfen erhaltene Pulver wurde in einem Vakuum hitzebehandelt und in ein Silberrohr mit einem äußeren Durchmesser von 36mm einem inneren Durchmesser von 30mm und einer Länge von 1.000mm gefüllt. Danach wurde das mit dem Pulver gefüllte Silberrohr zu einem Draht ausgezogen und gewalzt, um einen bandförmigen Draht einer Dicke von 0,18mm zu erlangen.
- Demgegenüber wurde ein Keramikpapier, welches aus einer Zusammensetzung gebildet wurde, die durch eine Mischung von Aluminiumoxidfasern eines durchschnittlichen Durchmessers von etwa 2um und einer durchschnittlichen Länge von etwa 100um und einem Binder auf der Grundlage von Zellulose in einem Gewichtsverhältnis von 1:1 erlangt wurde, in ein Band einer Breite von 3mm und einer Dicke von 0,2mm geformt.
- Der erlangte bandförmige Draht mit Silberumhüllung wurde auf das Keramikpapierband geschichtet und dicht in eine Scheibenspulenform gewickelt. Die verwendete Spule besaß einen Durchmesser von 500mm. Die durch Aufwickeln des bandförmigen Drahts mit Silberumhüllung einer Länge von 1.000m mit dem Kerarnikpapier auf die Spule erlangte Scheibe besaß einen Durchmesser von etwa 1.000mm, einen inneren Durchmesser von 500mm und eine Dicke von 3mm. Der in eine Scheibenform gewickelte Draht wurde unter 840ºC über 50 Stunden erhitzt. Bei dem Erhitzungsverfahren wurde der in dem Keramikpapier enthaltende Binder vergast und durch die Oxidationsreaktion bei einer Temperatur von 300 bis 600ºC verdampft. Bei der Hitzebehandlung wurde das Keramikpapier pulverisiert, um als hervorragendes Trennmittel auf der Oberfläche des bandförmigen Drahts mit Silberumhüllung zu dienen, wodurch verhindert wird, daß Teile der Silberumhüllung anhaften. Nach der Hitzebehandlung wurde der Draht aus der Spule freigesetzt. Zu diesem Zeitpunkt war es möglich, das pulverisierte Keramikpapier durch sanftes Abreiben desselben mit einem Ausschußgewebe leicht zu entfernen. Der Draht wurde wiederum gewalzt. Danach wurde der Draht wiederum auf ein Keramikpapier ähnlich wie oben beschrieben geschichtet, dicht in eine Scheibenspulenforrn gewickelt und unter 840ºC über 50 Stunden hitzebehandelt. Der durch das 4 oben beschriebene Verfahren erlangte supraleitende Draht aus Oxid besaß eine Länge von 1.080m und zeigte eine kritische Stromdichte von etwa 4.020 A/cm² bei der Temperatur des flüssigen Stickstoffs. Tabelle 5 zeigt die Charakteristik von supraleitenden Drähten unterschiedlicher Länge, welche entsprechend dem oben beschriebenen Verfahren gebildet wurden. Tabelle 5
- Obwohl die vorliegende Erfindung detailliert beschrieben und erläutert wurde, ist die Beschreibung lediglich als Veranschaulichung und Beispiel und nicht als Beschränkung bestimmt, wobei der Rahmen der vorliegenden Erfindung lediglich durch die beigefügten Ansprüche beschränkt wird.
Claims (13)
1. Verfahren zum Herstellen eines bei einer hohen
Temperatur supraleitenden Drahts, welcher einen Oxid-Supraleiter
aufweist, der mit wenigstens einem stablilisierenden
Material bedeckt ist, das aus der Gruppe bestehend aus Silber
und einer Silberlegierung gewählt ist, wobei das Verfahren
die Schritte aufweist:
Bereitstellen eines ersten flachen Drahts (1) durch
Füllen eines Pulvers, welches im wesentlichen aus
wenigstens einem Material gewählt aus der Gruppe bestehend aus
einem Oxid-Supraleiter -und einem Ursprungsmaterial besteht,
welches eine Elementezusammensetzung besitzt, die zum
Bilden eines Oxid-Supraleiters geeignet ist, in eine
Umhüllung, welche im wesentlichen aus wenigstens einem
stabilisierenden Material besteht, das aus der Gruppe bestehend
aus Silber und einer Silberlegierung gewählt ist, und durch
Ausführen einer plastischen Verarbeitung der mit dem Pulver
gefüllten Umhüllung;
Bereitstellen eines zweiten flachen Drahts (2),
welches eine Ummantelung aufweist, die im wesentlichen aus
einem Material besteht, das aus der Gruppe bestehend aus
Polysiloxan, einem Metalloxid und Keramik gewählt ist, durch
Ummanteln wenigstens des ersten flachen Drahts und eines
flachen Drahts, welcher wenigstens eine äußere Oberfläche
bestehend aus im wesentlichen Silber oder einer
Silberlegierung aufweist, mit einem wärmebeständigen Lack, der
wenigstens ein Material gewählt aus der Gruppe bestehend aus
Silikonharz, Metallalkoxid und einem Metallsalz einer
organischen Säure als Hauptkomponente enthält, und durch
Wärmebehandeln des mit dem Lack ummantelten Drahts;
Übereinanderordnen des ersten und zweiten Drahts (1,
2) und Aufwickeln derselben in eine Scheibenspulenform, so
daß sich der erste Draht (1) mit der Ummantelung des
zweiten Drahts (2) in Kontakt befindet, während Teile des
ersten Drahts (1) sich nicht miteinander in Kontakt befinden;
Wärmebehandeln der in die Scheibenspulenform
gewickelten Drähte (1, 2) zum Sinteren des Oxid-Supraleiters; und
Trennen des ersten Drahts (1) von dem zweiten Draht
(2).
2. Verfahren zum Herstellen eines bei einer hohen
Temperatur supraleitenden Drahts nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Unterschied zwischen den Längen des
ersten und des zweiten Drahts (1, 2) nicht mehr als 0,1% der
Länge des ersten Drahts (1) beträgt, wenn die Drähte auf
Raumtemperatur nach der Wärmebehandlung zum Sintern
abgekühlt sind.
3. Verfahren zum Herstellen eines bei einer hohen
Temperatur supraleitenden Drahts nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Oxid-Supraleiter im wesentlichen aus
einem Oxid-Supraleiter auf der Grundlage von Wismut besteht.
4. Verfahren zum Herstellen eines bei einer hohen
Temperatur supraleitenden Drahts nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der zweite flache Draht (2) eine Dicke in
einem Bereich von 50 bis 1000um aufweist.
5. Verfahren zum Herstellen eines bei einer hohen
Temperatur supraleitenden Drahts nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß ein brennbares drittes flaches Material (4)
zwischen dem ersten und zweiten Draht (1, 2) vor der
Wärmebehandlung der Drähte (1, 2) angeordnet wird, wobei das
dritte flache Material (4) wenigstens teilweise bei der
Wärmebehandlung weggebrannt wird.
6. Verfahren zum Herstellen eines bei einer hohen
Temperatur supraleitenden Drahts nach Anspruch 51 dadurch
gekennzeichnet, daß der Unterschied zwischen den Längen des
ersten und zweiten Drahts (1, 2) nicht mehr als 0,1% der
Länge des ersten Drahts (1) beträgt, wenn die Drähte auf
Raumtemperatur nach der Wärmebehandlung zum Sintern
abgekühlt sind.
7. Verfahren zum Herstellen eines bei einer hohen
Temperatur supraleitenden Drahts nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Oxid-Supraleiter im wesentlichen aus
einem Oxid-Supraleiter auf der Grundlage von Wismut besteht.
8. Verfahren zum Herstellen eines bei einer hohen
Temperatur supraleitenden Drahts nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der zweite flache Draht (2) eine Dicke in
einern Bereich von 50 bis 1000um aufweist.
9. Verfahren zum Herstellen eines bei einer hohen
Temperatur supraleitenden Drahts, welcher einen Oxid-Supraleiter
aufweist, der mit wenigstens einem stabilisierenden
Material ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Silber und einer
Silberlegierung bedeckt wird, wobei das Verfahren die
Schritte aufweist:
Bereitstellen eines flachen Drahts (5) durch Füllen
eines Pulwers, welches im wesentlichen aus wenigstens einem
Material gewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Oxid-
Supraleiter und einem Ursprungsrnaterial besteht, welches
eine Elernentezusammensetzung aufweist, die zum Bilden eines
Oxid-Supraleiters geeignet ist, in eine Umhüllung, welche
im wesentlichen aus wenigstens einem stabilisierenden
Material gewählt aus der Gruppe bestehend aus Silber und einer
Silberlegierung besteht, und durch Ausführen einer
plastischen Verarbeitung der mit dem Pulver gefüllten Umhüllung;
Bereitstellen eines schützenden Bands (6), welches
Teilchen oder Fasern, die im wesentlichen aus einem
Material bestehen, welches im wesentlichen unverändert durch die
Wärmebehandlung zum Sintern des Oxid-Supraleiters im
wesentlichen ohne Diffusion seiner Komponenten in dem flachen
Draht verbleibt, und einen Binder enthält, welcher im
wesentlichen aus einem Material besteht, das wenigstens
partiell durch die Wärmebehandlung zerstreut wird;
Übereinanderanordnen des schützenden Bands (6) und des
flachen Drahts (5) und Aufwickeln derselben in eine
Scheibenspulenform, so daß Teile des flachen Drahts (5) sich
nicht miteinander in Kontakt befinden;
Wärmebehandeln des in die Scheibenspulenform
gewickelten Drahts zum Sintern des Oxid-Supraleiters; und
Trennen des wärmebehandelten schützenden Bandmaterials
von dem flachen Draht (5),
wobei der Binder wenigstens partiell durch die
Wärmebehandlung zerstreut wird.
10. Verfahren zum Herstellen eines bei einer hohen
Temperatur supraleitenden Drahts nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Teilchen oder Fasern im wesentlichen aus
Keramik bestehen und der Binder im wesentlichen aus einem
organischen Schlichternittel besteht.
11. Verfahren zum Herstellen eines bei einer hohen
Temperatur supraleitenden Drahts nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Keramik im wesentlichen aus Aluminiumoxid
besteht.
12. Verfahren zum Herstellen eines bei einer hohen
Temperatur supraleitenden Drahts nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, daß das schützende Band (6) eine Dicke in einem
Bereich von etwa 50 bis 1000 jim aufweist.
13. Verfahren zum Herstellen eines bei einer hohen
Temperatur supraleitenden Drahts nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, daß der Oxid-Supraleiter im wesentlichen aus
einem Oxid-Supraleiter auf der Grundlage von Wismut besteht.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5108395A JPH06243745A (ja) | 1992-08-26 | 1993-05-10 | 高温超電導線材の製造方法および高温超電導コイル |
Publications (2)
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