DE10216927A1 - Verfahren zur Herstellung von Supraleitern und Supraleiter - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Supraleitern und SupraleiterInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Supraleitern aus einem keramischen, sinterfähigen und bei der thermischen Sinterung zur Bildung supraleitender Filamente geeigneten Precursor, der für die Herstellung in einen Mantel aus normalleitendem Material, der insbesondere aus Silber oder einer Silberlegierung besteht, eingeschlossen wird und im Mantel eingeschlossen mittels wenigstens eines querschnittsvermindernden Verformungsschrittes im wesentlichen den gewünschten Leiterquerschnitt erhält. Um die Ingenieurstromdichte J¶cing¶ eines Supraleiters auf einfache Weise zu erhöhen und die Herstellkosten für den Supraleiter signifikant zu senken, wird nach dem Verformungsschritt wenigstens ein Teil des Mantels aus normalleitendem Material durch einen Nachbehandlungsschritt entfernt. Durch das partielle Entfernen von normalleitendem Mantelmaterial wird die Stromtragfähigkeit des Supraleiters bei der kritischen Temperatur relativ zum Leiterquerschnitt erhöht.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Supraleitern aus einem keramischen, sinterfähigen und bei der thermischen Sinterung zur Bildung supraleitender Filamente geeigneten Precursor, der für die Herstellung in einen Mantel aus normalleitendem Material, der insbesondere aus Silber oder einer Silberlegierung besteht, eingeschlossen wird und im Mantel eingeschlossen mittels wenigstens eines querschnittsvermindernden Verformungsschrittes im wesentlichen den gewünschten Leiterquerschnitt erhält. Die Erfindung betrifft auch einen Supraleiter auf Basis eines keramischen, sinterfähigen und bei der thermischen Sinterung supraleitende Filamente bildenden Precursormaterials.
- Ein in Fachkreisen als "Pulver-im-Rohr-Technik" (PIR) bezeichnetes Verfahren zur Herstellung von Tief- und Hochtemperatur- Supraleitern, bei welchen das Vormaterial bzw. Precursormaterial für die supraleitenden Phasen keramischer Natur ist und wegen seiner Sprödheit in einen duktilen und damit biegefähigen und verformbaren Mantel aus normalleitendem Material für nachfolgende Kaltverformungsschritte, insbesondere Kaltziehvorgänge, eingeschlossen wird, wurde in den sechziger Jahren entwickelt und erstmals in der DE-AS 12 57 436 vorgeschlagen. Anfänglich wurde hierbei als Precursormaterial eine Verbindung aus Niob und Zinn (Nb3Sn) vorgeschlagen, die supraleitende Eigenschaften bei kritischen Temperaturen von etwa 18° Kelvin versprach und deren Endprodukt in der einschlägigen Fachliteratur als Tieftemperatur-Supraleiter bezeichnet wird.
- In den neunziger Jahren wurden supraleitende oxydkeramische Materialien entdeckt, die bei kritischen Temperaturen von über 77 K supraleitende Eigenschaften zeigen, hierdurch eine Stickstoff-Kühltechnik erlauben und im allgemeinen als Hochtemperatur-Supraleiter bezeichnet werden. Unter derartige oxydkeramische Precursor fallen insbesondere Cuprate spezieller metalloxydischer Stoffsysteme wie z. B. der Typen Y-Ba-Cu-O, Bi- Sr-Ca-Cu-O oder (Bi,Pb)-Sr-Ca-Cu-O. Um auch bei diesen oxydkeramischen Precursoren langgestreckte Supraleiter in Draht- oder Bandform herzustellen, werden die Precursoren nach der PIR-Technik in einen Mantel (Hülse) aus normalleitendem, duktilem Material, insbesondere in einen Mantel aus Ag oder einer Ag-Legierung, eingeschlossen, und mehreren querschnittsvermindernden Verformungsschritten unterzogen. Als querschnittsvermindernde Verformungsschritte werden insbesondere Ziehen, Pressen, Strangpressen und Walzen der gefüllten Hülsen eingesetzt, wobei einer Versprödung des Mantels durch Weichglühschritte bei Temperaturen zwischen 300 und 500°C an Luft oder in anderer Gasatmosphäre entgegengewirkt werden kann. Die supraleitenden Filamente im keramischen Precursormaterial bilden sich erst während eines oder mehreren abschließenden thermischen Sinterschritts/e mit einer Dauer je nach verwendetem Precursormaterial zwischen 10 h und 150 h oder mehr und bei Temperaturen oberhalb von 800°C aus.
- Eine Übersicht über bekannte Herstellverfahren für Hochtemperatur-Supraleitern kann der DE 198 20 489 A1, auf die hierzu ausdrücklich Bezug genommen wird, entnommen werden und die Erfindung geht im Oberbegriff von dem aus der DE 198 20 489 A1 bekannten Verfahren aus. Beim gattungsgemäßen Verfahren wird nach den querschnittsvermindernden Verformungsschritten und im Anschluß an den thermischen, die supraleitenden Filamente im Precursor ausbildenden Glühbehandlungsschritt auf den Supraleiter eine Umhüllung aufgetragen, deren Material eine größere Festigkeit (Elastizitätsmodul) als die des Mantels aus Silber oder einer Silberlegierung hat. Beim gattungsgemäßen Verfahren wurde erkannt, daß der Mantel aus dem Ag-haltigen Material zwar für die querschnittsvermindernden Verformungsschritte günstig und erforderlich ist, daß jedoch die das keramische Supraleitermaterial umgebende Ag-Matrix für die Weiterverarbeitung des Supraleiters, insbesondere wenn dieser einen bandförmigen Leiterquerschnitt hat, hinsichtlich seiner Festigkeit nicht ausreicht. Erst die Umhüllung bewirkt eine Festigkeitssteigerung des fertigen Bandleiters und die supraleitenden Filamente im fertigen, thermisch gesinterten, langgestreckten Supraleiter sind bei dessen Weiterverarbeitung zu Kabeln oder Magnetwicklungen besser gegen Beschädigungen wie Bruch der spröden Leiteradern geschützt.
- Nachteilig bei dem gattungsgemäßen Verfahren ist jedoch, daß durch die zusätzliche Umhüllung der Gesamtquerschnitt des Supraleiters zunimmt, während gleichzeitig die Anzahl und Verteilung der supraleitenden Filamente im Supraleiter konstant bleibt. In der Anwendung des Supraleiters hat dies den Nachteil, daß seine auf den Gesamtquerschnitt des Supraleiters bezogene Stromtragfähigkeit, die im allgemeinen als die Ingenieurstromdichte Jcing in kA/mm2 angegeben wird, aufgrund der Zunahme des Leiterquerschnitts sinkt. Für eine breitere Anwendung von Supraleitern wird jedoch eine möglichst hohe und wirtschaftlichere Stromtragfähigkeit über den Leiterquerschnitt gefordert.
- Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren vorzuschlagen, mit welchem die Ingenieurstromdichte Jcing eines Supraleiters auf einfache Weise erhöht und gegebenenfalls die Herstellkosten für den Supraleiter signifikant gesenkt werden können. Aufgabe der Erfindung ist es ferner, einen entsprechenden Supraleiter zu schaffen, dessen Ingenieurstromdichte gegenüber solchen, nach bisher bekannten Verfahren hergestellten Supraleitern höher ist und der in der Gesamtbilanz kostengünstiger als herkömmliche Supraleiter herstellbar ist.
- Diese Aufgabe wird in ihrem verfahrensmäßigen Aspekt durch die in Anspruch 1 und hinsichtlich des Supraleiters durch die in Anspruch 17 angegebene Erfindung gelöst.
- Zur Erhöhung der Ingenieurstromdichte Jcing im Supraleiter ist erfindungsgemäß vorgesehen, nach dem Verformungsschritt wenigstens einen Teil des Mantels aus normalleitendem Material durch einen Nachbehandlungsschritt zu entfernen. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird mithin der Anteil der nicht supraleitenden Bereiche bzw. der schlecht supraleitenden Bereiche durch einen zusätzlichen Bearbeitungsschritt beim Herstellungsverfahren reduziert, um durch das partielle Entfernen des normalleitendem Mantelmaterials die Stromtragfähigkeit über die Gesamtfläche des Supraleiters zu erhöhen. Die Erfindung nutzt die Erkenntnis, daß die duktile, u. a. auch den Mantel bildende Matrix z. B. aus Silber oder einer Silberlegierung zwar für den Produktionsprozess während der querschnittsvermindernden Verformungsschritte vorteilhaft und notwendig ist, daß jedoch dieser Mantel in der sich an den Produktionsprozess anschließenden Verwendung der Supraleiter nicht mehr dem Anforderungsprofil genügt. Erfindungsgemäß wird der Mantel bzw. ein Teilbereich der Matrix daher zumindest partiell entfernt. In Bezug auf die Herstellkosten wirkt sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren besonders vorteilhaft aus, daß beim Nachbehandlungsschritt im Materialwert vergleichsweise wertvolle Materialien entfernt und mithin wiedergewonnen werden können, so daß die Gesamtkosten für die Herstellung von Supraleitern trotz des zusätzlichen Verfahrensschrittes aufgrund des Materialrückflusses in den Produktionsprozess sinken können. Ein entsprechend nachbehandelter und im Anteil an normalleitendem Material reduzierter Supraleiter bietet den weiteren Vorteil, daß durch die Verringerung der normalleitenden Anteile am Leiterquerschnitt der Gesamtwiderstand des Supraleiters unterhalb der kritischen Sprungtemperaturen wesentlich höher ist und dies die Verwendung des Supraleiters in supraleitenden Stromschaltern und/oder -Begrenzern ermöglicht. Außerdem wird der Wechselstromwiderstand durch die Reduktion des normalleitendem Anteils am Drahtquerschnitt erhöht, so daß der erfindungsgemäße Supraleiter bessere Wechselstromeigenschaften als ein nach konventionellen Herstellverfahren hergestellter Supraleiter zeigt.
- Als Nachbehandlungsschritt können verschiedene Verfahren eingesetzt werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird ein den Mantel gleichmäßig am Umfang abtragendes Verfahren eingesetzt. Hierzu eignet sich insbesondere ein chemisches Abtragen wie insbesondere Ätzen und/oder ein elektrochemisches Abtragen wie insbesondere Elektropolieren. Beide Verfahren können ohne großen verfahrenstechnischen und maschinellen Aufwand in das Herstellungsverfahren integriert werden, insbesondere dem thermischen Sinterschritt nachgeschaltet werden, in dem z. B. der fertige Supraleiter durch ein Durchlaufbad mit geeignetem Ätzmittel gezogen wird oder ein Durchlaufbad oder eine Charge eines für das Elektropolieren geeigneten Elektrolyten bei gleichzeitiger Beaufschlagung mit auf das Material bzw. die Legierung des Mantels angepasster Stromdichte durchläuft. Sowohl beim rein chemischen als auch beim elektrochemischen Abtragen wird der fertige Supraleiter auf schonende Weise in seinem Gesamtquerschnitt reduziert, so daß die im Kern des Supraleiters ausgebildeten supraleitenden Filamente durch den Nachbehandlungsschritt nicht beeinflusst werden. Um das Verfahren zu optimieren, kann auch eine Kombination von chemischem und elektrochemischem Abtragen eingesetzt werden.
- Alternativ oder zusätzlich kann als Nachbehandlungsschritt ein nur den Mantel oder den Mantel zusammen mit supraleitenden Filamenten partiell entfernendes mechanisches Verfahren eingesetzt werden. Als mechanische Verfahren im Nachbehandlungsschritt können insbesondere Schneidverfahren wie Wasserstrahlschneiden, Schneiden mit Schneidmessern oder vorzugsweise ein Laserstrahlschneiden eingesetzt werden. Beim Wasserstrahlschneiden können, wie an sich bekannt, zur Verbesserung der Schneidleistung abrasive Zusätze verwendet werden. Das Laserstrahlschneiden bietet den besonderen Vorteil, daß die Wellenlänge des Lasers auf das für den Mantel verwendete Material abgestimmt werden kann, insbesondere auf die Oberfläche des Mantels abgestimmt werden kann. In Abhängigkeit von dem für den Mantel verwendeten Silber bzw. der Silberlegierung wird vorzugsweise ein im grünen Farbspektrum emittierender Laser mit einer Wellenlänge von etwa 700 Nanometern eingesetzt. Ein Schneidverfahren als Nachbehandlungsschritt, wie z. B. das Laserstrahlschweißen, bietet sich insbesondere bei der Herstellung von Supraleiter mit bandförmigem Leiterquerschnitt an, da dann an den Längsseiten des Bandleiters Randstreifen kontinuierlich abgeschnitten werden können. Ein vorteilhafter Nebenaspekt hierbei ist, daß nach dem Abschneiden der Streifen der Supraleiter eine über die gesamte Leiterlänge gleichmäßige Breite aufweist.
- Das Verfahren läßt sich vorzugsweise derart ausgestalten, daß beim Abschneiden der Randstreifen nicht nur die Matrix aus Ag, sondern auch einige wenige am Rand befindliche gesinterte, supraleitende Filamente entfernt werden. Untersuchungen an Supraleitern haben gezeigt, daß die Stromdichte über den Leiterquerschnitt eines Bandleiter nicht konstant ist sondern im wesentlichen entsprechend einer Gaus'schen Verteilung von der Leitermitte zum Leiterrand abnimmt. Bei der Anwendung eines Schneidverfahrens als Nachbehandlungsschritt hat sich überraschend herausgestellt, daß durch Entfernen der Filamente in den schlechter leitenden Randstreifen eine überproportionale Steigerung der Ingenieurstromdichte eintritt, die trotz der Verringerung der Stromtragfähigkeit in der späteren Anwendung des Supraleiters erhebliche Vorteile bietet.
- Als Nachbehandlungsschritt können auch mechanisches Schleifen, Polieren od. dgl. oder Kombinationen der vorgenannten Verfahren eingesetzt werden, insbesondere kann zuerst ein chemisches und/oder elektrochemisches Abtragsverfahren und anschließend ein mechanisches Schneidverfahren eingesetzt werden, um den normalleitenden Mantel weitestgehend zu entfernen und um die Ingenieurstromdichte durch Entfernen der Randstreifen zusätzlich zu steigern. Das Abtragen kann desweiteren auch durch Anwendung bzw. Ausnutzung von Ultraschall erfolgen.
- Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich besonders vorteilhaft mit keramischen Precursoren durchführen, die Wismut (Bi) enthalten und/oder die aus einem Mischoxyd mit den Elementen (Pi,Pb)-Sr-Ca-Cu-O bestehen. Ferner ist das erfindungsgemäße Verfahren besonders vorteilhaft einsetzbar, wenn ein Supraleiter mit bandförmigem Leiterquerschnitt hergestellt wird und der Nachbehandlungsschritt nach dem Abschluß aller Verformungsschritte durchgeführt wird, d. h. wenn der Bandleiter bereits flach gewalzt ist und im wesentlichen den bandförmigen Querschnitt erhalten hat. Der Nachbehandlungsschritt kann vor dem thermischen Sintern erfolgen, wobei jedoch bevorzugt wird, wenn das thermische Sintern vor dem Nachbehandlungsschritt erfolgt, d. h. die normalleitende Matrix am fertigen, supraleitende Eigenschaften aufweisenden Supraleiter entfernt wird. Insbesondere bevorzugt wird dann ein Verfahren, bei welchem der im Nachbehandlungsschritt entfernte Mantel durch eine Beschichtung oder Umhüllung mit einem anderen Material, welches eine größere Festigkeit als der ursprüngliche, im Nachbehandlungsschritt entfernte Mantel aus Silber oder einer Silberlegierung hat, ersetzt wird, so daß bei der Verwendung der erfindungsgemäß hergestellten Supraleiter diese neue Hülle oder Umhüllung alleine die mechanischen, auf den Supraleiter einwirkenden Kräfte aufnimmt. Besonders günstig ist, wenn die Dicke der Beschichtung oder Umhüllung geringer ist als die Dicke des Mantels nach dem letzten Verformungsschritt, so daß durch die Beschichtung oder Umhüllung die Ingenieurstromdichte nicht wieder verringert wird.
- Die vorgenannte Aufgabe wird auch durch einen Supraleiter auf Basis eines keramischen, sinterfähigen und bei der thermischen Sinterung supraleitende Filamente bildenden Precursormaterials gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, daß die Matrix des Supraleiters, die zur Durchführung wenigstens eines querschnittsvermindernden Verformungsschrittes bei der Herstellung des Supraleiters einen Mantel aus normalleitendem Silber oder einer Silberlegierung hat, zumindest partiell durch einen insbesondere chemischen, elektrochemischen oder mechanischen Nachbehandlungsschritt abgetragen oder entfernt ist. Für den Nachbehandlungsschritt kann eines der vorgenannten Verfahren eingesetzt werden. Besonders günstig ist hierbei, wenn der Supraleiter einen bandförmigen Leiterquerschnitt hat, und mit vorzugsweise beidseitig beschnittenen Längsseiten und/oder abgeätzten oder elektropolierten Querseiten versehen ist. Hinsichtlich der supraleitenden Eigenschaften ist besonders vorteilhaft, wenn die supraleitenden Filamente Wismut (Bi) enthalten oder aus einem Mischoxyd mit den Elementen (Bi,Pb)-Sr- Ca-Cu-O bestehen.
- Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf den in der anhängenden Zeichnung dargestellten Leiterquerschnitt eines bandförmigen Supraleiters näher erläutert.
- In der einzigen Figur ist mit 10 ein Supraleiter mit bandförmigem Leiterquerschnitt bezeichnet. Beim Leiter 10 handelt es sich um einen sogenannten Multifilamentleiter mit einer Vielzahl supraleitender Filamente bzw. supraleitender Phasen 1, 1', 1". Die supraleitenden Filamenten 1, 1', 1" enthalten Wismut und bestehen z. B. aus einem Hochtemperatur-Supraleitermaterial vom Typ (Bi,Pb)2-Sr2-Ca2-Cu3-Ox mit einer Sprungtemperatur TC von etwa 110 K. Der Supraleiter 10 wird dadurch hergestellt, daß ein pulverförmiger Precursor aus einem oxydkeramischen, zur Ausbildung supraleitender 2223-Phasen geeigneten Hochtemperatur-Supraleitermaterial in eine aus Silber bestehende Hülse eingefüllt und verpresst wird, die nach luftdichtem Verschließen durch Kaltverformungsprozesse wie Ziehen, Pressen, Strangpressen oder Walzen mechanisch verformt und im Außendurchmesser auf etwa 0,7 bis 0,5 mm reduziert wird. Anschließend werden hieraus mehrere Einzelstäbe gebildet, in eine Hülse aus Silber eingefüllt und luftdicht eingeschlossen. Jeder Einzelstab bildet ein Monofilament, so daß über den Querschnitt der Hülse ein Multifilamentleiter entsteht, der danach durch weitere mechanische Verformungsschritte, zwischen denen gegebenenfalls Weichglühschritte bei Temperaturen zwischen 300 und 500°C zwischengeschaltet sind, auf einen Durchmesser von kleiner 2 mm vermindert wird. Durch einen letzten Walzschritt erhält der Leiter 10 dann den in der Figur gezeigten bandförmigen Querschnitt mit einer Leiterbreite B und einer Leiterdicke D. Nachdem der Bandleiter 10 entsprechend plattgewalzt wurde, wird in einem bzw. in mehreren thermischen Sinterschritt/en bei Temperaturen von etwa 830 bis 850°C und einer Sinterdauer zwischen 10 h und 150 h oder länger der keramische Precursor in die bei der Sprungtemperatur TC supraleitenden Phasen bzw. Filamente 1, 1', 1" umgewandelt. Diese sind, da sowohl bei der Herstellung der Monofilamente als auch bei der Herstellung des Multifilament-Supraleiters jeweils als Mantel eine Hülse aus Ag oder einer Ag-Legierung eingesetzt wurde, in eine die Filamente 1, 1', 1" vollständig einschließende Ag-Matrix 2, 3 eingebunden. In der Figur ist mit 3 derjenige Teil der Matrix bezeichnet ist, der im wesentlichen aus dem bei der Herstellung des Multifilamentleiters verwendeten Mantel besteht, während Bezugszeichen 2 das komprimierte und miteinander verschmolzene Mantelmaterial der Einzelstäbe bezeichnet.
- Erfindungsgemäß wird nun ein Teil der Ag-Matrix entfernt. Hierzu kann der Supraleiter 10, z. B. nach dem Umform- oder Walzschritt, mit welchem der Leiter den in der Figur gezeigten bandleiterförmigen Querschnitt erhalten hat, und nach dem bzw. den thermischen Sinterschritt/en, durch ein Durchlaufbad mit einer ätzenden Flüssigkeit gezogen werden, um in einem Nachbehandlungsschritt die in der Figur schraffiert dargestellten, vom Mantel 3 des Multifilamentleiters 10 gebildeten Bereiche der Ag-Matrix gleichmäßig abzutragen. Durch diesen Verfahrensschritt wird der Leiterquerschnitt geringfügig reduziert, seine Ingenieurstromdichte jedoch erhöht, da ausschließlich Teile bzw. Bereiche aus normalleitendem Material entfernt werden.
- Alternativ oder zusätzlich wird, um die Ingenieurstromdichte weiter zu steigern, der Bandleiter 10 durch Laserstrahlschneiden in seiner Breite B verringert. In der Figur sind schematisch zwei unterschiedliche Schnittebenen zum Abschneiden von Randstreifen am Bandleiter 10 angedeutet. Bei der mit a gekennzeichneten Schnittebene werden nur solche Teile des Bandleiters bzw. der Ag-Matrix entfernt, die ausschließlich aus dem Hülsenmaterial bestehen, mithin ausschließlich aus Ag oder der Ag-Legierung bestehen. Bei Schnitten an der Schnittebene a werden an den Längsseiten des Bandleiters 10 Randstreifen der Breite S1 abgetrennt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß eine Verlegung der Schnittebene in Bereiche, in denen neben der reinen Silbermatrix 2, 3 auch supraleitende Filamente 1', 1" enthalten sind, wie mit b angedeutet, die Ingenieurstromdichte überproportional erhöht. Ausgehend von der ursprünglichen Leiterbreite B kann hierbei ein Randstreifen mit der Breite S2 abgeschnitten werden, wobei die Breite S2 des Randstreifens etwa 1/7 bis 2/7 der ursprünglichen Leiterbreite B beträgt. In der Schnittebene b werden einzelne Filamente 1" zumindest partiell angeschnitten.
- Mit der Erfindung kann bei einem 3 mm breiten und 0,33 mm dicken Bandleiter mit einer Stromtragfähigkeit von 30A ein Randstreifen mit einer Ausdehnung S2 von etwa 0,5 mm abgetrennt werden, wodurch sich die Stromfähigkeit auf etwa 24 A reduziert. Da der Querschnitt bzw. die Gesamtfläche des Supraleiters 10 gegenüber dieser Reduzierung der Stromtragfähigkeit überproportional gesunken ist, steigt seine Ingenieurstromdichte, die aus dem Quotienten der Stromtragfähigkeit und dem Querschnitt besteht, überproportional an.
- Für den Fachmann ergeben sich aus der vorhergehenden Beschreibung zahlreiche Modifikationen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die in den Schutzbereich der anhängenden Ansprüche fallen sollen. So kann das Abtragen bzw. Abtrennen des Mantels insbesondere auch bei der Herstellung der Monofilamente bzw. Einzelstäbe eingesetzt werden, um den normalleitenden Anteil an Silber od. dgl. in der Matrix zu verringern. Die unterschiedlichen Nachbehandlungsschritte können auch miteinander kombiniert werden. Der Mantel besteht nur vorzugsweise aus Silber bzw. einer Silberlegierung. Der Mantel kann auch aus Kupfer oder anderem geeigneten Metall bestehen oder eine Hilfsummantelung aus Kupfer od. dgl. aufweisen.
Claims (22)
1. Verfahren zur Herstellung von Supraleitern aus einem
keramischen, sinterfähigen und bei der thermischen Sinterung zur
Bildung supraleitender Filamente geeigneten Precursor, der für
die Herstellung in einen Mantel aus normalleitendem,
insbesondere Silber oder eine Silberlegierung enthaltenden Material
eingeschlossen wird und im Mantel eingeschlossen mittels
wenigstens eines querschnittsvermindernden Verformungsschrittes
im wesentlichen den gewünschten Leiterquerschnitt erhält, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Verformungsschritt
wenigstens ein Teil des Mantels (3) aus normalleitendem Material
durch einen Nachbehandlungsschritt entfernt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
als Nachbehandlungsschritt ein den Mantel (3) gleichmäßig am
Umfang abtragendes Verfahren eingesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
als Nachbehandlungsschritt ein chemisches Abtragen,
insbesondere Ätzen, oder elektrochemisches Abtragen, insbesondere
Elektropolieren, eingesetzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
als Nachbehandlungsschritt ein den Mantel (3) oder die Matrix
(2, 3) zusammen mit einigen supraleitenden Filamenten (1', 1")
partiell entfernendes mechanisches Verfahren eingesetzt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
als Nachbehandlungsschritt ein Schneidverfahren, insbesondere
ein Wasserstrahlschneiden, ein Schneiden mit Schneidmessern
oder vorzugsweise ein Laserstrahlschneiden eingesetzt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Wellenlänge des Lasers beim Laserstrahlschneiden auf das
für den Mantel verwendete Material abgestimmt wird,
insbesondere auf die Oberfläche des Mantels abgestimmt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Wellenlänge des Lasers bei etwa 700 nm
liegt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Supraleiter (10) mit bandförmigem
Leiterquerschnitt hergestellt wird, wobei beim Schneiden an den
Längsseiten Randstreifen abgeschnitten werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
beim Abschneiden der Randstreifen gesinterte, supraleitende
Filamente (1', 1") enthaltende Bereiche des Supraleiters
entfernt werden und/oder der Schnitt zumindest partiell durch
wenigstens ein supraleitendes Filament (1") verläuft.
10. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
als Nachbehandlungsschritt ein Schleifverfahren eingesetzt
wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß beim Nachbehandlungsschritt zuerst ein
chemisches oder elektrochemisches Abtragsverfahren und
anschließend ein mechanisches Schneidverfahren eingesetzt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß als Nachbehandlungsschritt ein Abtragen
durch Ultraschall eingesetzt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß der keramische Precursor Wismut (Bi)
enthält oder als Precursor insbesondere ein Mischoxyd mit den
Elementen (Bi,Pb)-Sr-Ca-Cu-O verwendet wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß das thermische Sintern nach oder
vorzugsweise vor dem Nachbehandlungsschritt erfolgt.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß der im Nachbehandlungsschritt entfernte
Mantel durch Beschichtung oder Umhüllung mit einem anderen
Material, welches eine größere Festigkeit als der Mantel aus
Silber oder einer Silberlegierung hat, ersetzt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß
die Dicke der Beschichtung oder Umhüllung geringer gewählt
wird als die Dicke des Mantels, die dieser nach dem letzten
Verformungsschritt hatte.
17. Supraleiter auf Basis eines keramische, sinterfähigen und
bei der thermischen Sinterung supraleitende Filamente (1)
bildenden Precursormaterials, dadurch gekennzeichnet, daß die
Matrix (2, 3) des Supraleiters (10), die zur Durchführung
wenigstens eines querschnittsvermindernden Verformungsschrittes
bei der Herstellung des Supraleiters einen Mantel (3) aus
normalleitendem Material, wie insbesondere aus Silber oder einer
Silberlegierung, hat, zumindest partiell durch einen
insbesondere chemischen, elektrochemischen oder mechanischen
Nachbehandlungsschritt abgetragen oder entfernt ist.
18. Supraleiter nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
daß er einen bandförmigen Leiterquerschnitt hat, der mit
vorzugsweise beidseitig beschnittenen Längsseiten und/oder
abgeätzten oder elektropolierten Querseiten versehen ist.
19. Supraleiter nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch
gekennzeichnet, daß die supraleitenden Filamente (1, 1',
1") Wismut (Bi) enthalten oder aus einem Mischoxyd mit den
Elementen (Bi,Pb)-Sr-Ca-Cu-O bestehen.
20. Supraleiter nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch
gekennzeichnet, daß die abgetragenen oder entfernten Anteile
der Matrix des Supraleiters wenigstens teilweise durch eine
Umhüllung ersetzt sind, die aus einem Material besteht, das
eine größere Zugfestigkeit als das ursprüngliche Material für
den Mantel aufweist und vorzugsweise eine geringere Dicke als
dieses aufweist.
21. Supraleiter nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schnitt an den Längsseiten
wenigstens partiell durch ein supraleitendes Filament (1")
verläuft.
22. Supraleiter nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch
gekennzeichnet, daß er nach einem der in den Ansprüchen 1
bis 16 angegebenen Verfahren hergestellt ist.
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