DE19841663A1 - Production of volume samples from melt textured high temperature superconducting material comprises molding powder into open vessel and applying seed crystal - Google Patents

Abstract

Production of volume samples from melt textured high temperature superconducting (HTSL) material comprises molding powder into open vessel and applying seed crystal. Producing volume samples comprises: (a) powder metallurgically preparing the volume probes from a powder or powder mixture suitable for a melt texture; and (b) melt texturing with required orientation using seed crystals to achieve and adjust the required characteristic properties such as glass transition temperature Tc and critical current density jc. Before the first cooling phase or during the first cooling phase for each volume region of the high temperature superconducting body for which on its surfaces away from the microwaves an X-ray diffraction pattern of required alignment is produced. The powder is molded into an open vessel mold onto which a seed crystal is placed. The seed crystal has a higher decomposition temperature than the maximum temperature (Tmax) arising at the melt X-ray diffraction pattern or the temperature selected at or during the first cooling phase on the highest lying point of the volume region with corresponding alignment of is c-axis, from which the X-ray diffraction pattern extends in the volume region below. The surfaces facing the microwaves are subjected to surface fine treatment to attain the prescribed microwave surface resistance after melt texturing.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von HTSL- Volumenkörpern und Volumenkörper, die durch Schmelztextur herge­ stellt sind und als Mikrowellenbaukomponeneten Verwendung fin­ den.The invention relates to a method for producing HTSL Solids and solids produced by melting texture are and fin use as microwave components the.

Neben dem verlustfreien Transport von Gleichströmen bei der Energieübertragung haben Supraleiter auch im Wechselfeld Vor­ teile im Vergleich zu konventionellen normal leitenden Materia­ lien. Im Frequenzbereich bis etwa 100 GHz sind die Verluste durch Wechselfelder im Vergleich zu denen in Kupfer oder Gold so gering, daß auch für die Hochfrequenz- bzw. Mikrowellentechnik Supraleiter vorteilhaft eingesetzt werden können.In addition to the lossless transport of direct currents at Superconductors also have energy transfer in alternating fields parts compared to conventional normal conductive materials lien. The losses are in the frequency range up to about 100 GHz through alternating fields compared to those in copper or gold like this low that also for high-frequency or microwave technology Superconductors can be used advantageously.

Bauelemente aus Supraleitermaterial, wie z. B. Antennen, Filter oder Verzögerungsleitungen, haben gegenüber normalleitenden Bau­ elementen den entscheidenden Vorteil, daß sie wesentlich kleiner und leichter realisiert werden können. Der damit zu erzielende Gewinn durch Miniaturisierung bleibt selbst bei Einbeziehung der zusätzlichen Kühleinrichtungen bestehen (siehe G. W. Mitschang, IEEE Trans. Appl. Supercond. 5 (1995) 69-73), so daß sich der Einsatz supraleitender Mikrowellenbauelemente besonders dann lohnt, wenn Gewichts- und Platzeinsparung entscheidende Faktoren darstellen, wie z. B. im Flugradar oder in der satellitenge­ stützten Telekommunikation. Bisher werden die oft verwendeten dielektrischen Materialien auch auf Temperaturen unter 100 K ge­ kühlt, weil dort die Eigenschaften besser sind als bei Raumtem­ peratur.Components made of superconductor material, such as. B. antennas, filters or delay lines, have compared to normal conductive construction elements have the decisive advantage that they are much smaller and can be realized more easily. The one to be achieved with it The miniaturization profit remains even when the additional cooling facilities exist (see G. W. Mitschang, IEEE Trans. Appl. Supercond. 5 (1995) 69-73), so that the Use of superconducting microwave components especially then worthwhile when saving weight and space are decisive factors represent such. B. in flight radar or in the satellite supported telecommunications. So far, the often used dielectric materials even at temperatures below 100 K ge cools because the properties are better there than in the room temperature.

Mikrowellenbauelemente auf HTSL-Basis werden bisher ausnahmslos durch epitaktisch gewachsene Filme realisiert (Lagebericht 1996 zur angewandten Supraleitung, Gesellschaft für Angewandte Supra­ leitung, Karlsruhe 1996, 108-126). Als HTSL findet überwiegend YBa₂Cu₃O₇ Verwendung, als Substrat 0,1 - 1 mm starke Plättchen aus geeigneten Dielektrika wie Al₂O₃, ZrO₂, MgO oder LaAlO₃. Die Her­ stellung der HTSL-Wafer ist aufwendig und teuer und ist bis heute nur mit einer geringen Reproduzierbarkeit zu schaffen, dazu sind die Filme nur kompliziert zu handhaben.HTSL-based microwave components have so far been implemented without exception using epitaxially grown films (1996 management report on applied superconductivity, Gesellschaft für Angewandte Supraleitung, Karlsruhe 1996, 108-126). YBa ₂ Cu ₃ O ₇ is predominantly used as HTSL, and 0.1 - 1 mm thick platelets made of suitable dielectrics such as Al ₂ O ₃ , ZrO ₂ , MgO or LaAlO _{3 are} used as substrates. The manufacture of the HTSL wafers is complex and expensive and can only be achieved with low reproducibility to date, and the films are only complicated to handle.

Werden Mikrowellenresonatoren aus solchen Filmen hergestellt, müssen die Wandkanten verlötet werden wodurch an diesen Stellen normal leitende Bereiche also örtliche ohmsche Verbraucher be­ stehen. Bekannt ist darüber hinaus, daß es bei supraleitenden Filmen zu Degradationserscheinungen nach thermischen Zyklen kom­ men kann.If microwave resonators are made from such films, the wall edges have to be soldered which means at these points normally conductive areas so local ohmic consumers stand. It is also known that it is superconducting Films about degradation after thermal cycles com men can.

Ein weiterer Nachteil ist die eingeschränkte Leistungsverträg­ lichkeit. Bei HTSL-Filmen wird schon bei 77 K und Hf-Feldern von B_rf ≦ 10 mT ein unakzeptabler Verlust beobachtet. Die Verluste werden vor allem thermisch induzierten Dissipationsmechanismen zugeordnet, zu einem geringen Teil auch magnetisch induzierten.Another disadvantage is the limited performance compatibility. In the case of HTSL films, an unacceptable loss is observed even at 77 K and Hf fields of B _rf ≦ 10 mT. The losses are primarily attributed to thermally induced dissipation mechanisms, to a small extent also magnetically induced ones.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zu ent­ wickeln, mit dem massive massige HTSL-Volumenkörper für die Mikrowellentechnik bereit gestellt werden können, die aufgrund ihrer höheren Supraleitermasse eine gute thermozyklische Ver­ träglichkeit und der Abwesenheit von Korngrenzen und hohen Stromdichten eine gesteigerte Leistungsverträglichkeit aufwei­ sen.The invention has for its object to provide a method wrap with the massive massive HTSL solid for the Microwave technology can be provided due to their higher superconductor mass a good thermocyclic Ver inertness and the absence of grain boundaries and high Current densities have an increased performance tolerance sen.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung von Volu­ menproben aus schmelztexturiertem HTSL-Material gemäß Anspruch 1 und durch in Anspruch 7 gekennzeichnete schmelztexturierte HTSL- Volumenkörper gelöst. Hierzu wird das vorbereitete Pulver in ei­ nem Formgebungsprozeß zu einer offenen, einkörperigen Gefäßform geformt. Vor der Warmbehandlung, der Schmelztexturierung, oder während der ersten Abkühlphase der Warmbehandlung werden die Saatkristalle jeweils auf dem höchsten Punkt eines Volumenbe­ reichs orientiert gesetzt, um im weiteren Verlauf in dem darun­ ter liegenden Volumenbereich die Textur mit vorgegebener Orien­ tierung zu erhalten. Die gesetzten Saatkristalle haben durchweg eine Zersetzungstemperatur, die über der maximal auftretenden Temperatur T_max der Warmbehandlung oder über der während der er­ sten Abkühlphase gewählten Temperatur liegt. Eine Feinbehandlung der Flächen, die im Einsatz der Mikrowelle ausgesetzt sind, folgt, um die vorgegebene Güte, den Oberflächenwiderstand für die Mikrowelle, oder vorgegebenen technischen Daten als Mikro­ wellenbauteil vollends zu erhalten bzw einzustellen.The object is achieved by a method for producing volume samples from melt-textured HTSL material according to claim 1 and by melt-textured HTSL solid bodies characterized in claim 7. For this purpose, the prepared powder is shaped into an open, one-body vessel shape in a shaping process. Before the heat treatment, the melt texturing, or during the first cooling phase of the heat treatment, the seed crystals are each oriented at the highest point of a volume area in order to maintain the texture with a predetermined orientation in the volume area below. The seed crystals set consistently have a decomposition temperature which is above the maximum temperature T _{max of} the heat treatment or above the temperature selected during the first cooling phase. A fine treatment of the surfaces that are exposed to the use of the microwave follows in order to completely maintain or set the specified quality, the surface resistance for the microwave or the specified technical data as a microwave component.

In Anspruch 2 ist das HTSL-Material gekennzeichnet, das für die Schmelztextur in Frage kommt, einfach eine Seltene Erdverbindung der Form Re123/Re'211/Re'₂O₃ (Re = rare earth; Re' gleich Re oder Re' ungleich Re). - Repräsentativ steht Re z. B. für Y oder Sm oder Nd. Re-123 bildet die Matrix, so daß immer mehr als 50 Gew.-% Re­ 123 im Körper vorhanden sind. Silber kann bis 15 Gew.-% hinzugege­ ben werden.In claim 2, the HTSL material that is suitable for the melt texture is simply a rare earth connection of the form Re123 / Re'211 / Re ' ₂ O ₃ (Re = rare earth; Re' equal to Re or Re 'not equal to Re ). - Re is representative. B. for Y or Sm or Nd. Re-123 forms the matrix so that there is always more than 50% by weight of Re 123 in the body. Silver can be added up to 15% by weight.

Pt und Ce-Zusätze werden bis maxial 2,0 Gew.-% beigegeben, um die Wachstumsbedingungen bei der Schmelztextur zu optimieren.Pt and Ce additives are added up to a maximum of 2.0% by weight to achieve the To optimize growth conditions in the melt texture.

Die Beigabe von organischem Bindermaterial gemäß Anspruch 3 dient der leichteren Prozessierung während der Formgebung und bleibt mengenmäßig derartig beschränkt, daß einerseits eine Formgebung leicht vorgenommen werden kann, andrerseits eine Koh­ lenstoffaufnahme während des Verfahrens beschränkt bleibt.The addition of organic binder material according to claim 3 serves for easier processing during shaping and remains so limited in quantity that on the one hand Shaping can be done easily, on the other hand, a Koh lenstoffaufgabe remains limited during the procedure.

Verschiedene nützliche Verfahren der Verdichtung und Formgebung mittels unterschiedlicher Druckbehandlung wie uniaxial und/oder isostatisch oder wie Gießen, Spritzgießen oder Extrudieren wer­ den in Anspruch 4 gekennzeichnet.Various useful compression and shaping processes by means of different pressure treatments such as uniaxial and / or isostatic or like casting, injection molding or extruding who characterized in claim 4.

Die so erzeugte Rohform oder der Grünkörper wird dann der ther­ mischen Behandlung zugeführt. Der eigentlichen Warmbehandlung, der Schmelztexturierung, geht meist noch die Austreibung des Bindemittels und ein weitestgehendes Volumenschrumpfen voran. Dies wird üblicherweise durch Erwärmung bis höchsten zur Sinter­ temperatur durchgeführt (Anspruch 5). Damit wird auch ein Vorteil erhalten, daß nämlich beim folgenden Schmelztexturieren keine we­ sentliche Schrumpfung und Verdichtung mehr erfolgt, so daß eine Bearbeitung auf Maßhaltigkeit schon dazwischen gelegt werden kann, die jetzt noch durchaus leichter als beim schmelztextu­ rierten Körper durchgeführt werden kann.The raw form or green body thus produced then becomes the ther mixing treatment fed. The actual heat treatment, the melt texturing, is usually still the expulsion of the Binder and a large volume shrinkage ahead. This is usually caused by heating up to the maximum of sintering temperature carried out (claim 5). It also becomes an advantage received that namely in the following melt texturing no we considerable shrinkage and compression takes place, so that a Machining for dimensional accuracy can be placed in between  can, which is now even easier than with the melt text body can be performed.

Vor der Schmelztexturierung oder während der ersten Abkühlphase darin werden dann an den höchstgelegenen Stellen der Volumenbe­ reiche eines jeden Volumenkörpers je ein für die dortige Textur verantwortlicher Saatkristall orientiert gesetzt, um die Textur mit örtlich vorgegebener Orientierung im Volumenkörper einzu­ stellen. Im Falle von offenen, zylindrischen oder kastenförmigen Volumenformen oder ähnlichen Gefäßformen sind die Positionen für die Saatkristalle auf dem Rand und auch an mindestens einer not­ wendiger Stelle am Boden. Sollte noch eine Säule vom Boden der Volumenform aufragen, wird auf deren Spitze auch ein Saatkri­ stall orientiert gesetzt. Dies ist zu beachten, weil sich die Textur bei der Schmelztextur, vom Saatkristall mit jeweiliger Orientierung ausgehend, in Richtung der Schwerkraft (nach unten hin) fortpflanzt und ausbreitet. Aus irgendwelchen Gründen kann es immer wieder auftreten, daß unerwünscht multidomänige Berei­ che bestehen. Durch mindestens eine nochmalige Warmbehandlung werden solche Bereiche vollends in eindomänige umgewandelt (Anspruch 6).Before the melt texturing or during the first cooling phase then in the highest places of the volume submit one of each solid for the texture there responsible seed crystal oriented to the texture with local orientation in the solid put. In the case of open, cylindrical or box-shaped Volume shapes or similar vessel shapes are the positions for the seed crystals on the edge and also on at least one emergency agile place on the ground. Should there be another pillar from the bottom of the Looming volumetric form, there is also a seed kri on the top stall oriented. This should be noted because the Texture in the melting texture, from the seed crystal with each Orientation starting in the direction of gravity (downwards hin) propagates and spreads. For any reason it repeatedly occurs that undesirable multidomain areas che exist. By at least one more heat treatment such areas are completely transformed into one-domain (Claim 6).

Einkörperige, gefäßartige Volumenkörper lassen sich mit dem bis­ her beschriebenen Verfahren in vielfältiger Form herstellen und müssen jetzt nicht mehr zusammengefügt werden, so daß nicht su­ praleitende Schnittflächen am Volumenkörper entfallen. Die fein­ bearbeiteten, der Mikrowelle ausgesetzten Flächen ergeben voll­ ends die geforderte mikrowellentechnische Güte bzw. den gefor­ derten Mikrowellenoberflächenwiderstand des derartig prozessier­ ten Volumenkörpers (Anspruch 7), der aufgrund der vorgegeben Geometrie beispielsweise ein vollständig supraleitender Mikro­ wellenresonator ist (Anspruch 8). Andere mikrowellentechnische Bauteileformen sind mit dem Verfahren jederzeit auch herstell­ bar.Single-body, vessel-like solids can be created with the Manufacture her described processes in various forms and no longer need to be put together, so that not su there are no pre-conductive cut surfaces on the solid. The fine machined surfaces exposed to the microwave result in full ends the required microwave quality or the required derten microwave surface resistance of such processed th solid (claim 7), which is given on the basis of Geometry, for example, a fully superconducting micro wave resonator is (claim 8). Other microwave technology Component shapes can also be produced at any time using the process bar.

Grundsätzlich ist hiermit ein Verfahren gegeben, mit dem nicht nur wie bisher einfache, scheibenförmige HTSL-Vollkörper herge­ stellt werden können, sondern daß jetzt auch einkörperige, ge­ fäßartige Volumenkörper, die sich als Baukomponenten für die Mikrowellentechnik eignen, unter hoher Maßhaltigkeit in einem automatisierten Prozeß in hohen Stückzahlen wirtschaftlich her­ stelltbar sind. Solchermaßen hergestellte Körper haben keine normal leitenden Trennbereiche mehr, wie sie bei der konventio­ nellen Herstellung von Volumenkörpern durch HTSL-Filme durch Verlöten z. B. bestehen.Basically, this is a procedure that does not only simple, disk-shaped HTSL full bodies  can be put, but that now also one-body, ge barrel-like solid that can be used as components for the Microwave technology, with high dimensional accuracy in one automated process in large quantities economically are adjustable. Bodies made in this way have none normal conductive separation areas more, as is the case with the konventio nell production of solids by HTSL films Solder e.g. B. exist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung weiter er­ läutert.The invention is based on the drawing he further purifies.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 den schmelztexturierten, topfförmigen Mikrowellenresona­ tor aus HTSL-Material. Fig. 1 shows the melt-textured, cup-shaped microwave resonator made of HTSL material.

Fig. 2 die Bedeutung des Saatkristalls für die Einstellung der Textur am Mikrowellenresonator, Fig. 2 shows the importance of the seed crystal for the setting of the texture at the microwave resonator,

Fig. 3a den Stromverlauf im Resonator (links) und die überall gleiche Orientierung der Textur im Resonator (rechts), Fig. 3a shows the current profile in the resonator (left) and the same orientation throughout the texture in the resonator (right),

Fig. 3b den Stromverlauf im Resonator (links) und die bereichs­ weise unterschiedliche Orientierung der Textur im Resonator (rechts) und Fig. 3b, the current profile in the resonator (left) and the area-wise different orientation of the texture in the resonator (right) and

Fig. 4 den Verlauf des Oberflächenwiderstands von massivem YBCO nach verschiedenen Schleif und Polierschritten und Kupfer in Ab­ hängigkeit der Temperatur. Fig. 4 shows the course of the surface resistance of solid YBCO after various grinding and polishing steps and copper in dependence on the temperature.

Der Mikrowellenresonator gemäß Fig. 1 hat zylindrische Topfform mit einer konzentrischen Säule. Die gewünschten Mikrowellenei­ genschaften werden durch die abschließende Oberflächenbehandlung der Resonatorflächen erreicht. Die der Mikrowelle ausgesetzten Flächen werden hierzu feingeschliffen. Um die Endmaße zu errei­ chen, wird mit einer groben Körnung von beispielsweise 320 be­ gonnen, um schließlich mit der Körnung von 1200 das Endmaß end­ gültig einzustellen. Beim Schleifvorgang ist es sinnvoll, ein für das HTSL-Material inertes, nicht wasserhaltiges Kühlmittel zu verwenden. Propanol z. B. eignet sich dafür oder andere, die das HTSL-Material chemisch nicht verändern.The microwave resonator shown in FIG. 1 has a cylindrical cup shape with a concentric column. The desired microwave properties are achieved by the final surface treatment of the resonator surfaces. For this purpose, the surfaces exposed to the microwave are finely ground. In order to achieve the gauge blocks, a coarse grain size of 320, for example, is started, and finally with the grain size of 1200, the gauge block is finally set. When grinding, it makes sense to use a coolant that is inert to the HTSL material and does not contain water. Propanol e.g. B. is suitable for this or others that do not chemically change the HTSL material.

Für die Ausbreitung der Textur in einem Körper ist die Setz­ stelle des Saatkristalls maßgebend, für die Orientierung der Textur ist die Ausrichtung der c-Achse des Saatkristalls verant­ wortlich.The setting is for the spreading of the texture in a body of the seed crystal is decisive for the orientation of the Texture is responsible for the alignment of the c-axis of the seed crystal literally.

In Fig. 2 ist das für den zylindrischen Topf mit konzentrischer Säule beispielhaft dargestellt. Es werden mindestens zwei Saat­ kristalle am oberen Rand und einer am Boden des Topfes gesetzt. Bei einer großen Bodenfläche ist es durchaus notwendig noch mehr Saatkristalle zu setzen. Auf die Säule wird ein weiterer Saat­ kristall gesetzt, der die Orientierung der Stirnfläche und der Mantelflächen der Säule vorgibt.In Fig. 2 this is exemplified for the cylindrical pot with a concentric column. At least two seed crystals are placed at the top and one at the bottom of the pot. With a large floor area, it is absolutely necessary to plant even more seed crystals. Another seed crystal is placed on the column, which specifies the orientation of the end face and the lateral surfaces of the column.

Die Textur im Volumenkörper ist wie durch die Pfeile an den Wän­ den und Stirn- bzw. Bodenflächen angedeutet eingestellt.The texture in the solid is like the arrows on the walls the and end or bottom surfaces indicated set.

In möglichen Resonatormoden können die Stromverläufe verschieden sein. Bei anisotropen Materialien, d. h. auch nur wenn die rele­ vanten Eigenschaften anisotrop sind, ist es wichtig zu wissen, welche Resonatormoden gewählt werden, damit die Textur des Mate­ rials für optimale Eigenschaften eingestellt werden kann.The current profiles can vary in possible resonator modes his. For anisotropic materials, i.e. H. even if the rele vanten properties are anisotropic, it is important to know which resonator modes are selected so that the texture of the mate rials can be set for optimal properties.

Die Abbildungen in den Fig. 3a und b zeigen im Modell die Stromrichtungen für verschiedene Resonatormoden und der dafür optimal einzustellenden Textur. In Fig. 3a ist das für den zy­ lindrischen Topf beispielhaft dargestellt. Es werden mindestens zwei Saatkristalle am oberen Rand und einer am Boden des Topfes gesetzt. Bei einer großen Bodenfläche ist es durchaus notwendig noch mehr Saatkristalle zu setzen. Im ersten Beispiel, Fig. 3a sind alle Saatkristalle gleichgartig orientiert aufgesetzt, dem entsprechend hat die Textur im Volumenkörper überall die gleiche Orientierung, wie durch die Pfeile an der Wand angedeutet. The figures in FIGS . 3a and b show the current directions for different resonator modes and the texture that can be optimally adjusted for them. In Fig. 3a that is exemplified for the cylindrical cylindrical pot. At least two seed crystals are placed on the top edge and one on the bottom of the pot. With a large floor area, it is absolutely necessary to plant even more seed crystals. In the first example, Fig. 3a, all seed crystals are placed in the same manner, so the texture in the solid body has the same orientation everywhere, as indicated by the arrows on the wall.

In Fig. 3a ist die c-Achse der Saatkristalle auf dem Topfrand radial nach innen gerichtet. Der oder die Saatkristalle auf dem Boden sind axial ausgerichtet. Dadurch ergeben sich bereichs­ weise Texturen mit entsprechender Orientierung im Volumenkörper, das ist durch die von den Wänden ausgehenden Pfeile angedeutet ist.In Fig. 3a, the c-axis of the seed crystals on the pot edge is directed radially inwards. The seed crystal or seeds on the ground are aligned axially. This results in area-by-area textures with a corresponding orientation in the solid, which is indicated by the arrows emanating from the walls.

Der Oberflächenwiderstand der der Mikrowelle ausgesetzten Flä­ chen ist maßgebend für die Güte des Resonators. Fig. 4 zeigt das für:
The surface resistance of the surfaces exposed to the microwave is decisive for the quality of the resonator. Fig. 4 shows the for:

• a) den Normalleiter Kupfer mit dem erwarteten, nahezu linearen Verlauf (x),a) the normal conductor copper with the expected, almost linear Course (x),
• b) das HTSL-Material YBCO für verschiedene Güten der Oberflä­ che.b) the HTSL material YBCO for different surface qualities che.
• c) den Normalleiter Cu, der sich linear mit schwacher Steigung verhält.c) the normal conductor Cu, which is linear with a slight slope behaves.

Claims (8)

1. Verfahren zur Herstellung von Volumenproben aus schmelztextu­ riertem HTSL-Material für die Anwendung in der Mikrowellen­ technik, bestehend aus den Schritten:
pulvermetallurgische Herstellung der Volumenprobe aus einem Pulver bzw. einer Pulvermischung, die für eine Schmelztextur geeignet ist und
Durchführung der Schmelztextur mit vorgegebener Orientierung durch orientiertes Saatkristallsetzen, um die vorgegebenen charakteristischen Eigenschaften wie Sprungtemperatur T_c und kritische Stromdichte j_c zu erreichen und einzustellen, dadurch gekennzeichnet,
daß das Pulver in einem Formgebungsprozeß zu einer jeweils offenen Gefäßform geformt wird, auf die vor der ersten Warmbehandlung oder während der ersten Abkühlphase der Warmbehandlung für jeden Volumenbereich des HTSL-Volumenkörpers, für den an seinen im späteren Betrieb der Mikrowelle zugewandten Flächen eine Textur vorgegebener Ausrichtung zutage treten soll, jeweils ein Saatkristall mit höherer Zersetzungstemperatur als die bei der Schmelztextur maximal auftretende Temperatur Tmax oder die bei der während der ersten Abkühlphase gewählten Temperatur auf einer höchst­ liegenden Stelle des Volumenbereichs mit entsprechender Aus­ richtung seiner c-Achse gesetzt wird, von dem aus sich die Textur in den darunter liegenden Volumenbereich ausbreitet, die im Betrieb der Mikrowelle zugewandten Flächen nach der Schmelztexturierung einer Oberflächenfeinbehandlung zur Er­ langung des vorgegebenen Mikrowellenoberflächenwiderstands und der davon abhängigen Güte unterzogen werden.1. A method for producing volume samples from melt-textured HTSL material for use in microwave technology, comprising the steps:
powder metallurgical production of the volume sample from a powder or a powder mixture which is suitable for a melt texture and
Carrying out the melting texture with a predetermined orientation by oriented seed crystal setting in order to achieve and set the predetermined characteristic properties such as transition temperature T _c and critical current density j _c , characterized in that
that the powder is shaped in a shaping process into an open vessel shape, on which, before the first heat treatment or during the first cooling phase of the heat treatment, for each volume region of the HTSL solid, for a texture of a predetermined orientation on its surfaces which will face the microwave during later operation a seed crystal with a higher decomposition temperature than the maximum temperature Tmax occurring in the melting texture or that at the temperature chosen during the first cooling phase is set at a highest point in the volume range with the corresponding orientation of its c-axis from which the texture spreads into the underlying volume area, the surfaces facing the microwave during operation are subjected to a surface fine treatment after the melt texturing in order to achieve the predetermined microwave surface resistance and the quality dependent thereon. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß HTSL-Materialien auf der Basis Re123/Re211/Re₂O₃, mit Re repräsentativ für Y oder Sm oder Nd, mit Zusätzen von Pt, Ce, Ag zum Ausgangspulver gemahlen und vermischt werden, wobei der Anteil von Re-123 im schmelztexturierten Körper immer größer gleich 50 Gew.-% ist und folgende Zusammensetzungen mög­ lich sind:
0-50 Gew.-% Re-123, d. h. Re-123 bildet die Matrix, und/oder,
0-50 Gew.-% Re211 und/oder,
0-12 Gew.-% Re₂O₃ und/oder,
0-15 Gew.-% Silber in Form von Ag oder Ag₂O und/oder,
0-2 Gew.-% Pt in Form von Pt oder PtO₂ und/oder,
0-2 Gew.-% Ce in Form von Ce oder CeO₂.2. The method according to claim 1, characterized in that HTSL materials based on Re123 / Re211 / Re ₂ O ₃ , with Re representative of Y or Sm or Nd, with additions of Pt, Ce, Ag are ground to the starting powder and mixed , wherein the proportion of Re-123 in the melt-textured body is always greater than or equal to 50% by weight and the following compositions are possible:
0-50% by weight of Re-123, ie Re-123 forms the matrix, and / or,
0-50% by weight Re211 and / or,
0-12% by weight of Re ₂ O ₃ and / or,
0-15% by weight of silver in the form of Ag or Ag ₂ O and / or,
0-2% by weight of Pt in the form of Pt or PtO ₂ and / or
0-2% by weight Ce in the form of Ce or CeO ₂ . 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ausgangspulver zur Formgebung ein Bindemittel, wie Schellack, PMMA, Wachs oder ein thermoplastischer Kunststoff oder Polyvinylbutyral oder Polyvinylalkohol und seine Deri­ vate oder Polyacrylat- oder Polymethacrylatderivat zugegeben wird, und zwar in einer Menge, daß daraus höchstens eine Koh­ lenstoffaufnahme des HTSL-Pulvers bis zu 0,18 Gew.-% eintreten kann.3. The method according to claim 2, characterized, that the starting powder for shaping a binder, such as Shellac, PMMA, wax or a thermoplastic or polyvinyl butyral or polyvinyl alcohol and its deri vate or polyacrylate or polymethacrylate derivative added is, in a quantity that at most a Koh The HTSL powder absorbs up to 0.18% by weight can. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Formgebung und Verdichtung: des vorbereiteten Pulver
uniaxial oder
uniaxial und anschließend isostatisch oder
isostatisch oder
mittels eines drucklosen Formgebungsverfahrens oder
mittels eines drucklosen Formgebungsverfahrens und anschlie­ ßende isostatisch oder
unter Verwendung organischer Bindemittel mittels Gieß-, Spritzguß- oder Extrusionsverfahren
durchgeführt wird. 4. The method according to claim 3, characterized in that the shaping and compression: of the prepared powder
uniaxial or
uniaxial and then isostatic or
isostatic or
by means of an unpressurized molding process or
by means of a pressureless molding process and subsequent isostatic or
using organic binders by means of casting, injection molding or extrusion processes
is carried out. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Grünkörper vor der Schmelztexturierung einer thermi­ schen Vorbehandlung bis höchstens zur Sinterung ausgesetzt wird, um einerseits das Bindemittel auszutreiben und anderer­ seits durch die Sinterung eine wesentliche Schrumpfung des Volumens und damit eine wesentliche Vorverdichtung zu errei­ chen, so daß das durch die Schmelztexturierung erreichte End­ volumen oder die Enddichte nicht mehr wesentlich verschieden ist.5. The method according to claim 4, characterized, that the green body before the melt texturing a thermi pretreatment until sintering at most to drive out the binder on the one hand and others on the one hand, a significant shrinkage of the Volume and thus a substantial pre-compression Chen, so that the end reached by the melt texturing volume or the final density no longer significantly different is. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Volumenproben zur Überführung multidomäniger Volumen­ bereiche in eindomänige mindestens einer weiteren (Warm- oder) Schmelztexturbehandlung unterzogen werden.6. The method according to claim 5, characterized, that the volume samples for transferring multidomain volumes areas in at least one other domain (warm or) be subjected to melt texture treatment. 7. HTSL-Volumenkörper aus schmelztexturiertem HTSL-Material für die Verwendung in der Mikrowellentechnik, dadurch gekenn­ zeichnet,
daß sie nach dem Verfahren der Ansprüche 1 bis 6 hergestellt sind,
aus einem Stück bestehen und nicht aus Volumensegmenten mit nichtsupraleitenden Schnittflächen zusammengesetzt sind,
eine offene Gefäßform haben
volumenabschnittsweise eine Textur mit vorgegebener Orientie­ rung haben und
an den im Betrieb den Mikrowellen ausgesetzten Flächen zur Einstellung der vorgegebenen Mikrowelleneigenschaften fein bearbeitet sind.7. HTSL solid made of melt-textured HTSL material for use in microwave technology, characterized in that
that they are produced by the process of claims 1 to 6,
consist of one piece and are not composed of volume segments with non-superconducting cut surfaces,
have an open vessel shape
have a texture with a given orientation by volume and
are finely machined on the surfaces exposed to the microwaves during operation in order to set the predetermined microwave properties. 8. HTSL-Volumenkörper nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Volumenkörper eine Geometrie der Art haben, daß sie als Mikrowellenresonator mit vorgegebenen Güte verwendbar sind.8. HTSL solid according to claim 7, characterized in that the solids have a geometry such that they are Microwave resonator with specified quality can be used.