ES2331636T3 - Procedimiento para producir una banda de material superconductor de alta temperatura. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para producir un superconductor de alta temperatura (SCAT) a partir de una banda (3) con una capa de precursor en la cara superior, que se dispone sobre un soporte (2) para sinterizar esta última en un horno (1) en presencia de un gas de reacción introducido, caracterizado porque, mediante la introducción del gas de reacción desde abajo en el soporte poroso (2), por encima de la capa de precursor se forma una zona de turbulencia (5).
Description
Procedimiento para producir una banda de
material superconductor de alta temperatura.
La invención se refiere a un procedimiento para
producir un superconductor de alta temperatura (SCAT) a partir de
una banda con una capa de precursor en la cara superior, que se
dispone sobre un soporte para sinterizar esta última en un horno en
presencia de un gas de reacción introducido.
El documento WO 03/067672 A2, da a conocer un
procedimiento de este tipo. El gas de reacción se dirige desde
arriba hacia la banda por medio de boquillas. Junto a las boquillas,
el gas de reacción usado es absorbido a través de una gran
superficie de un material poroso. Con este tipo de alimentación de
gas de reacción, el gas de reacción nuevo se mezcla de forma
incontrolada con el gas de reacción usado, lo que conduce a una
pérdida de calidad de la capa SCAT y/o a largos tiempos de
permanencia de la banda en el horno.
La invención tiene por objetivo perfeccionar un
procedimiento del tipo indicado en la introducción, de tal modo que
se pueda producir un SCAT en forma de banda con una alta calidad
constante. Otro objetivo de la invención consiste en poner a
disposición un horno para la realización de dicho procedimiento.
Estos objetivos se resuelven mediante un
procedimiento según la reivindicación 1 y un horno con las
características indicadas en la reivindicación 10.
De acuerdo con la invención, la banda se dispone
sobre un soporte poroso en el que se introduce continuamente el gas
de reacción. Por ello, sobre el soporte y junto a la banda se
produce una corriente laminar del gas de reacción nuevo
introducido. Sobre la banda, en la zona de sombra de corriente de la
misma, se forma una zona de turbulencia. En el límite entre la zona
de turbulencia y las zonas de corriente laminar se produce un
intercambio continuo de gas entre la zona de turbulencia y la
corriente laminar lateralmente con respecto a la zona de
turbulencia. De este modo, la zona de turbulencia se enriquece
continuamente con suficiente gas de reacción nuevo. La turbulencia
produce una buena mezcla del gas de reacción nuevo y el usado. Así
se asegura una afluencia uniforme y constante de gas de reacción a
la capa de precursor durante la sinterización.
Dado que una parte del gas de reacción
introducido en el soporte no entra en interacción con la zona de
turbulencia, el gas de reacción se conduce ventajosamente en un
circuito y se introduce repetidas veces en el soporte. El gas de
reacción usado se retira del circuito y se sustituye por gas de
reacción nuevo.
El gas de reacción se puede calentar como mínimo
a aproximadamente la temperatura de sinterización antes de
introducirlo en el soporte. Preferentemente, el gas tiene una
temperatura algo mayor que la temperatura de sinterización para que
el gas de reacción también caliente la banda a la temperatura de
sinterización.
A través del horno se pueden pasar varias bandas
paralelas y preferentemente separadas entre sí. La distancia entre
las bandas se ha de determinar preferentemente de tal modo que sobre
cada banda se forme una zona de turbulencia. De este modo se pueden
sinterizar simultáneamente varias bandas, produciéndose una
afluencia suficiente y uniforme de gas de reacción a cada
banda.
Preferentemente, el soporte se calienta como
mínimo en la zona orientada hacia el lado de entrada de la banda en
el horno.
De este modo, la banda se puede calentar
rápidamente a la temperatura de sinterización.
El caudal o la presión del gas introducido en el
soporte se pueden ajustar de tal modo que también salga gas de
reacción del soporte entre la banda y el soporte. De este modo se
reduce el rozamiento entre el soporte y la banda. La banda se puede
disponer más fácilmente sobre el soporte y se produce menos
abrasión. Un material fino de desgaste por abrasión se introduciría
en el soporte con el gas que fluye en circuito y, al menos a largo
plazo, taponaría los poros del soporte.
De forma especialmente preferente, el gas de
reacción se aspira por encima de la banda o las bandas. De este
modo, la zona de turbulencia adquiere una sección transversal
aproximadamente en forma de cebolla. Mediante la posición y la
forma de las aberturas de evacuación se puede ajustar el tamaño de
la zona de turbulencia, el régimen de flujo en la zona de
turbulencia y el intercambio de gas entre la zona de turbulencia y
la corriente laminar.
Mediante unas aberturas de evacuación dispuestas
en paralelo a la dirección de paso, en la zona de turbulencia se
obtiene una concentración media de gas de reacción nuevo en gran
medida constante en la dirección de paso.
La corriente del gas de reacción se puede
controlar especialmente bien si las aberturas de evacuación
consisten en ranuras que se extienden paralelas a la dirección de
paso y/o si para cada banda pasada a través del horno está prevista
una fila propia de aberturas de evacuación paralela a la dirección
de paso.
Para la realización del procedimiento arriba
descrito es adecuado un horno de sinterización que incluye un
soporte poroso como apoyo para una banda con una capa de precursor
de SCAT, como mínimo una entrada y como mínimo una salida para un
gas de reacción. El soporte está comunicado con la entrada de gas de
reacción. De este modo, la corriente de gas de reacción puede
entrar en el soporte (por ejemplo lateralmente o desde abajo) y
rodear la banda tal como se describe más arriba.
Preferentemente, el horno tiene por encima del
soporte como mínimo una aspiración que se extiende paralela a la
dirección de paso de la banda para evacuar gas de reacción.
La invención se explica más detalladamente con
referencia a los dibujos. En los dibujos:
La figura 1, muestra una representación
esquemática muy simplificada de un horno según la inven-
ción.
ción.
La figura 2, muestra el curso de la corriente en
el horno según la figura 1 con el soporte bajado.
La figura 3, muestra el curso de la corriente en
el horno según la figura 1 con el soporte en la posición media.
La figura 4, muestra el curso de la corriente en
el horno según la figura 1 con el soporte levantado.
Las figuras 5 a 8, muestran las configuraciones
de las figuras 1 a 4, pero con velocidades de corriente
identificadas por colores.
El horno 1 mostrado en sección transversal en la
figura 1 tiene una cámara de horno delimitada por una pared
interior 1.1. Dentro de la cámara de horno hay un soporte 2 formado
por una placa porosa que se puede subir y bajar de nivel. La placa
porosa termina por ambos lados en la pared interior de horno 1.1.
Sobre el soporte 2 se encuentra una banda 3 que tiene en su cara
superior una capa de precursor. La banda 3 se dispone sobre el
soporte 2 en posición ortogonal al plano de corte. La pared interior
de horno 1.1 presenta una abertura de evacuación 4 por encima de la
banda 3.
Si se introduce gas de reacción en el horno 1
por debajo del soporte 2, junto a la banda 3 y por encima del
soporte 2 se forma una corriente 6 en gran medida laminar hacia la
abertura de evacuación 4 (véanse las figuras 2 a 4). Sobre la
banda, en la zona de sombra de corriente de la misma, se forma una
zona de turbulencia 5 con sección transversal aproximadamente en
forma de cebolla. La distancia entre la banda 3 y la abertura de
evacuación 4 se puede modificar subiendo y bajando el soporte 2. De
este modo, con un caudal constante del gas de reacción, se puede
ajustar el tamaño y la forma de la zona de turbulencia y, con ello,
la velocidad de la corriente cerca de la capa de precursor y
también el grado del intercambio de gases entre la zona de
turbulencia 5 y la zona de la corriente laminar 6.
Claims (11)
1. Procedimiento para producir un superconductor
de alta temperatura (SCAT) a partir de una banda (3) con una capa
de precursor en la cara superior, que se dispone sobre un soporte
(2) para sinterizar esta última en un horno (1) en presencia de un
gas de reacción introducido, caracterizado porque, mediante
la introducción del gas de reacción desde abajo en el soporte
poroso (2), por encima de la capa de precursor se forma una zona de
turbulencia (5).
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque como mínimo una parte del gas de
reacción se introduce repetidas veces en el soporte (2) y el resto
se sustituye por gas nuevo.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque el gas de reacción se calienta.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque a través del
horno (1) se pasa como mínimo otra banda paralela a la primera y
separada de la misma.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el soporte (2)
se calienta como mínimo en la zona orientada hacia el lado de
entrada de la banda (3).
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el caudal del
gas de reacción introducido se ajusta de tal modo que el rozamiento
entre el soporte (2) y la banda (3) se reduce mediante la salida de
gas de reacción entre el soporte (2) y la banda (3).
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el gas de
reacción es aspirado por encima del soporte 2.
8. Procedimiento según la reivindicación 7,
caracterizado porque el gas de reacción es aspirado a través
de como mínimo una fila de aberturas de evacuación (4) paralela a
la dirección de paso.
9. Procedimiento según la reivindicación 8,
caracterizado porque cada banda (3) se asocia como mínimo con
una fila de aberturas de evacuación (4).
10. Horno de sinterización (1) que incluye un
soporte (2) como apoyo para una banda (3) con una capa de precursor
de SCAT, como mínimo una entrada y como mínimo una salida (4) para
un gas de reacción, caracterizado porque el soporte (2) es
poroso y la entrada del gas de reacción está comunicada con el
soporte (2) de modo que el gas de reacción se puede introducir en
el soporte desde abajo.
11. Horno de sinterización según la
reivindicación 10, caracterizado por como mínimo una
aspiración (4) que se extiende paralela a la dirección de paso de
la banda por encima del soporte (2) para la evacuación de gas de
reacción.
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