DE3249624C2 - Method for producing superconductive (superconducting) fibre bundles (harnesses) - Google Patents
Method for producing superconductive (superconducting) fibre bundles (harnesses)Info
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- DE3249624C2 DE3249624C2 DE3249624A DE3249624A DE3249624C2 DE 3249624 C2 DE3249624 C2 DE 3249624C2 DE 3249624 A DE3249624 A DE 3249624A DE 3249624 A DE3249624 A DE 3249624A DE 3249624 C2 DE3249624 C2 DE 3249624C2
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von supraleitenden Faserbündeln, jeweils aus einer Vielzahl mit einer supraleitenden Schicht aus einer Niobverbindung der allgemeinen Formel NbC.N/), (x + y + ζ kleiner/gleich 1) beschichteten Trägerfasern, wie z. B. Kohlenstoffasem, Borfasern, Stahlfasern bestehend.The invention relates to a process for the production of superconducting fiber bundles, each of a plurality of carrier fibers coated with a superconducting layer of a niobium compound of the general formula NbC.N /), (x + y + ζ less than / equal to 1), such as. B. carbon fibers, boron fibers, steel fibers.
Bei der Weiterentwicklung der Energietechnik im Hinblick auf die Kernfusion und auf supraleitende Generatoren, der Verkehrstechnik (Magnetschwebebahn), der Umwelttechnik (Kohlenentschwefelung) und der Hochenergiephysik werden Starkfeldmagnete benotigt, die unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten nur auf Supraleiterbasis hergestellt werden können.In the further development of energy technology with regard to nuclear fusion and superconducting generators, traffic engineering (magnetic levitation train), environmental engineering (coal desulfurization) and In high energy physics, strong field magnets are needed, which from an economic point of view are only based on superconductors can be produced.
Ein neues aussichtsreiches Supraleitungsmatenal ist ζ B. NbCN3D2 (x +y + 2 kleiner/gleich 1), welches auf Trägerfasern eines Faserbündels (Anzahl der Fasern beliebig) aufgebracht als Faserleiter angewandt werden kann. Nioboxycarbonitrid sowie insbesondere Niobcarbonitrid zeichnen sich durch hohe kritische Temperaturen, hohe kritische Magnetfelder und hohe kritische Stromdichten aus. Als Trägerfascrmatcrial kann jeder ΐ·Λ·ι·ΐ|·.ΐΗ·κ· Werkstoff vfiwiiiull wmlon (/· »· f'· I*.A new, promising superconducting material is ζ B. NbCN 3 D 2 (x + y + 2 less than / equal to 1), which can be applied as a fiber conductor to the carrier fibers of a fiber bundle (any number of fibers). Niobium oxycarbonitride and, in particular, niobium carbonitride are characterized by high critical temperatures, high critical magnetic fields and high critical current densities. Any ΐ · Λ · ι · ΐ | · .ΐΗ · κ · material vfiwiiiull wmlon (/ · »· f '· I *.
Stahl) Er dient als zugfeste Matrix und als Substrat für ein chemisches Gasphasenabscheideverfahren (CVD = chemical vapor deposition), bei dem das Niob durch Reaktion von NbCI5 mit H2 in Gegenwert von kohlenstoff- und stickstoffhaltigen Gasen als dunner Film abgeschieden wird. Der CVD-Prozeß wird dabei entweder einstufig (gleichzeitige Nb-Abscheidung and Carbonisierung) oder zweistufig (Nb-Abscheidung und Carbonisierung zeitlich aufeinanderfolgend) durchge-Steel) It serves as a tensile matrix and as a substrate for a chemical vapor deposition process (CVD = chemical vapor deposition) in which the niobium is deposited as a thin film through the reaction of NbCl 5 with H 2 in the equivalent of gases containing carbon and nitrogen. The CVD process is carried out either in one stage (simultaneous Nb deposition and carbonization) or in two stages (Nb deposition and carbonization in chronological order).
führt. . . r r*\m leads. . . r r * \ m
Durch die DE-AS 28 56 885 ist ein zweistufiges CVD-Verfahren bekanntgeworden, das bei Gasdrücken größer bzw. gleich Normaldruck durchgeführt wird. Die mit diesem Verfahren herstellbaren Schichten sind pnnzipiell noch zu grobkörnig, um bestmögliche Supraleitereigenschaften zu erreichen. Die erreichbaren Korngrößen der Niobcarbonitvidkristalle liegen bei 50 bisDE-AS 28 56 885 describes a two-stage CVD process became known that is carried out at gas pressures greater than or equal to normal pressure. the Layers that can be produced with this process are fundamental still too coarse-grained to achieve the best possible superconductor properties. The achievable grain sizes the niobium carbonite crystals are 50 to
100 nm. . .100 nm. .
Supraleitende Parameter, wie die obere kritische magnetische Feldstärke Hc* sind neben den üblichen Einflüssen wie Zusammensetzung, Ordnungsgrad, Reinheit u ä. insbesondere auch vom metallurgischen Korngefüge abhängig. Aus einer Korngrößenreduktion folgt wegen der damit verbundenen Verminderung der freien Weglänge der Leitungselektronen eine Zunahme des Ginsburg-Landau-Parameters k (k = Kohärenzlänge/ magnetische Eindringtiefe), und, da Hc 2 prof>ortional zu Jt · Hc (Hc ■ thermodynamische kritische Magnetfeldstärke) ist, eine Zunahme des magnetischen Feldes Hc 2. sofern das thermodynamische kritische Feld Hi bei dieser Kornverkleinerung nicht in demselben Maß abnimmt. Bei Nioboxycarbonitrid reagieren die thermodynamischen Eigenschaften, insbesondere das thermodynamische kritische Feld Hc wegen ihrer ohnehin kleinen freien Weglänge der Leitungselektronen nicht empfindlich auf eine weitere Verkleinerung als Folge einer Korngrößenreduktion, so daß bei dieser Substanz (wie auch bei anderen Bl-Struktur-Supraleitern) aus einer Korngrößenreduktion eine Zunahme des Magnetfeldes Hc2folgt.Superconducting parameters such as the upper critical magnetic field strength Hc * are not only dependent on the usual influences such as composition, degree of order, purity, etc., but also, in particular, on the metallurgical grain structure. A grain size reduction results in an increase in the Ginsburg-Landau parameter k (k = coherence length / magnetic penetration depth) due to the associated reduction in the free path of the conduction electrons, and, since Hc 2 is proportional to Jt · Hc (Hc ■ thermodynamic critical magnetic field strength ) is an increase in the magnetic field Hc 2. provided that the thermodynamic critical field Hi does not decrease to the same extent with this grain reduction. In the case of niobium oxycarbonitride, the thermodynamic properties, in particular the thermodynamic critical field Hc, because of their already small free path of the conduction electrons, do not react sensitively to a further reduction in size as a result of a grain size reduction, so that with this substance (as with other B1 structure superconductors) from one Grain size reduction is followed by an increase in the magnetic field Hc2.
Mittels Kathodenzerstäubung (sputtern), durch das dünne Nioboxycarbonitridfilme aut ebenen Trägern aufgebracht wurden, konnte diese Erhöhung der kritischen Magnetfeldstärke Ha infolge Korngrößenreduktion nachgewiesen werden (US-Veröffentlichung, IEEE, Transactions on Magnetics, Vol. MAG-17, No. 1, January 1981, Seiten 573 bis 576).By means of cathode atomization (sputtering), through which thin niobium oxycarbonitride films were applied to flat supports, this increase in the critical magnetic field strength Ha as a result of grain size reduction could be demonstrated (US publication, IEEE, Transactions on Magnetics, Vol.MAG-17, No. 1, January 1981 , Pages 573 to 576).
Jedoch war bisher die Beschichtung von Fasern eines Trägerfaserbündels mit supraleitendem Nioboxycarbonitrid mit Korngrößen unter 50 nm nicht möglich. Wie erwähnt wurde, konnten durch CVD-Verfahren bisher nur Schichten, deren Korngröße über 50 nm liegt, hergestellt werden. Das Kathodenzerstäubungsverfahren hingegen weist eine Vorzugsrichtung auf, so daß sich 55 das Problem der gegenseitigen Abschattung der einzelnen Fasern des Trägerfaserbündels stellt. Durch das mangelhafte Streuvermögen war eine gleichmäßige Beschichtung der einzelnen Fasern bisher nicht möglich. Ebene Supraleiter sind jedoch technisch nur sehr be-60 dingt einsetzbar, weil die in den Bändern durch Querkomponenten des magnetischen Feldes erzeugten Wirbelströme niemals abklingen und dadurch im Bandleiter zu elektrischen Instabilitäten beitragen.However, the coating of fibers of a carrier fiber bundle with superconducting niobium oxycarbonitride has hitherto been the case not possible with grain sizes below 50 nm. As mentioned, it has been possible to date by means of CVD processes only layers with a grain size greater than 50 nm can be produced. The sputtering process however, has a preferred direction so that 55 poses the problem of mutual shading of the individual fibers of the carrier fiber bundle. By the Inadequate throwing power, a uniform coating of the individual fibers was previously not possible. However, plane superconductors can only be used to a very limited extent from a technical point of view, because those in the bands are caused by transverse components The eddy currents generated by the magnetic field never die down and thus in the strip conductor contribute to electrical instabilities.
Im übrigen ist eine Korngrößenreduktion auch im 65 Hinblick auf eine Steigerung der kritischen Stromdichte JC wünschenswert, da die Korngrenzen sehr wirksame Haftzentren für die magnetischen Flußlinien bilden. Aufnähe der F.rfiiuliinj; ist i-s, ein Verfuhren zur 1 lcr-In addition, a grain size reduction is also desirable with a view to increasing the critical current density J C , since the grain boundaries form very effective centers of adhesion for the magnetic flux lines. Sewing up the F.rfiiuliinj; is is, a seduction to 1 lcr-
stellung von supraleitenden Faserbündeln, jeweils aus einer Vielzahl mit einer supraleitenden Schicht aus einer Niobverbindung der allgemeinen Formel NbCxN/), (x + y + ζ kleiner/gleich 1) beschichteten Trägerfasern, wie z. B. Kohlenstoffasem, Borfasern, Stahlfasern, bestehend, anzugeben, mit welchem eine homogene allseitige Beschichtung der einzelnen Fasern des Faserbündels erreicht wird, wobei die supraleitende Schicht hohe Werte für das kritische Magnetfeld und die kritische Stromdichte aufweisen soll. Ferner soll die Korngröße der supraleitenden Bl-Struktur-Nioboxicarbonitrid-Kristatle auf Werte zwischen 3 und 50 nm herabgedrückt werden und es sollen supraleitende Schichtdikken zwischen 100 und 2000 nm erreichbar sein.Position of superconducting fiber bundles, each made of a plurality of carrier fibers coated with a superconducting layer made of a niobium compound of the general formula NbC x N /), (x + y + ζ less than / equal to 1), such as. B. carbon fibers, boron fibers, steel fibers, with which a homogeneous all-round coating of the individual fibers of the fiber bundle is achieved, the superconducting layer should have high values for the critical magnetic field and the critical current density. Furthermore, the grain size of the superconducting BI structure niobium oxycarbonitride crystals should be reduced to values between 3 and 50 nm and superconducting layer thicknesses between 100 and 2000 nm should be achievable.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Trägerfaserbündel zu einem Trägerfaserband aufgefächert wird, und daß sich eine allseitige Beschichtung der Trägerfasern mit Nioboxyccrbonitrid durch Kathodenzerstäubung, insbesondere reaktive Kathodenzerstäubung von Niob bei gleichzeitiger Anwesenheit von Stickstoff oder einer Stickstoffverbindung und Kohlenstoff oder einer Kohlenstoffverbindung anschließt. Vorzugsweise wird das Trägerfaserband derart temperiert daß sich das Nioboxycarbonitrid in polykristalliner Struktur abscheidet.According to the invention, this object is achieved in that a carrier fiber bundle forms a carrier fiber ribbon is fanned out, and that the carrier fibers are coated on all sides with niobium oxy-carbonitride Cathodic sputtering, especially reactive cathodic sputtering of niobium with simultaneous presence of nitrogen or a nitrogen compound and carbon or a carbon compound. The carrier fiber tape is preferably tempered in such a way that the niobium oxycarbonitride becomes polycrystalline Structure separates.
Eine MikroStruktur des Nioboxycarbonitrid in Bl-Struktur (Kochsalzstruktur) mit einer mittleren Korngröße zwischen 3 und 50 nm ist wegen der damit verbundenen kleinen freien Weglänge und, wie beschrieben wurde, der daraus resultierenden hohen kritisehen Magnetfeldstärke Hc2 besonders vorteilhaft.A microstructure of the niobium oxycarbonitride in B1 structure (table salt structure) with an average grain size between 3 and 50 nm is particularly advantageous because of the associated small free path and, as has been described, the resulting high critical magnetic field strength Hc2.
Nioboxycarbonitrid, das eine über 50 nm liegende mittlere Korngröße hat, erfüllt die Anforderung zur Herstellung sehr hoher Magnetfelder nicht, da die kritische Magnetfeldstärke Hc2 sowie die kritische Stromdichte Jc nicht ausreichen. Bei Kristallgefügestrukturen hingegen, deren mittlere Korngröße unter 3 nm liegt, ist eine Röntgenstrukturanalyse wegen deren begrenzten Auflösungsvermögen nicht mehr möglich. Darüber hinaus verschwinden mit abnehmender Korngröße die kristallinen und damit auch die supraleitenden Eigenschaften. Eine vorteilhafte, typische mittlere Korngröße für supraleitende Schichten von Fasernbündeln kann beispielsweise bei 10 nm liegen.Niobium oxycarbonitride, which has an average grain size greater than 50 nm, does not meet the requirement for producing very high magnetic fields, since the critical magnetic field strength Hc2 and the critical current density Jc are insufficient. In the case of crystal structures, on the other hand, whose mean grain size is below 3 nm, an X-ray structure analysis is no longer possible because of their limited resolution. In addition, with decreasing grain size, the crystalline and thus also the superconducting properties disappear. An advantageous, typical mean grain size for superconducting layers of fiber bundles can be 10 nm, for example.
Die Schichtdicke der supraleitenden Schicht liegt zwisehen 100 und 2000 nm. Derartige Schichtdicken sind herstellbar und gewährleisten die notwendige Stromtragfähigkeit des Faserbündels. Es hat sich gezeigt, daß die Elastizität dünner, feinkörniger Schichten höher ist, als die dickeren und grobkörnigen Schichten.The layer thickness of the superconducting layer is in between 100 and 2000 nm. Such layer thicknesses can be produced and ensure the necessary current-carrying capacity of the fiber bundle. It has been shown that the elasticity of thin, fine-grained layers is higher than the thicker and coarse-grained layers.
Ein Verfahren zur Herstellung der eingangs bezeichneten supraleitenden Faserbündel ist bisher nicht bekannt geworden. Es ist zwar durch die DE-AS 28 56 885 ein CVD-Verfahren zur homogenen Beschichtung ganzer Faserbündeln mit Niobcarbonitrid bekannt geworden, allerdings liegen die erreichbaren Korngrößen der Niobcarbonitridkristalle lediglich bei 50 bis 100 nm und die supraleitenden Schichtdicken sind in der Regel mit Werten von weniger als 100 nm zu dünn, um eine ausreichende Stromtragfähigkeit zu gewährleisten. Ferner ist der Veröffentlichung eine Beschichtung mit Nioboxycarbonitrid nicht zu entnehmen.A method for producing the superconducting fiber bundles mentioned at the outset is not yet known become. It is true through DE-AS 28 56 885 a CVD process for homogeneous coating whole Fiber bundles with niobium carbonitride have become known, but the achievable grain sizes are Niobium carbonitride crystals only at 50 to 100 nm and the superconducting layer thicknesses are generally too thin, with values of less than 100 nm, to be sufficient To ensure current carrying capacity. Furthermore, the publication is a coating with niobium oxycarbonitride not to be found.
Durch bekannte physikalische Verfahren, wie die reaktive Kathodenzerstäubung (sputtern), gelingt es zwar ein extrem feines Mikrogefüge herzustellen, diese Verfahren weisen jedoch eine Vorzugsrichtung für die Beschichtung auf, d. h. man erreicht die Rückseite eines Substrates nur noch unbefriedigend, so daß nur Schichten auf ebenen Unterlagen aufgebracht werden können. Es war bisher nicht möglich. Faserbündel mit beispielsweise 1000 Einzelfasern homogen zu beschichten, weil die innen liegenden Fasern des Bündels durch die außen liegenden Fasern abgeschattet werden.Well-known physical processes such as reactive cathode atomization (sputtering) do succeed to produce an extremely fine microstructure, but these processes have a preferred direction for the coating on, d. H. the rear side of a substrate can only be reached in an unsatisfactory manner, so that only layers can be applied to flat surfaces. It has not been possible so far. Fiber bundles with for example 1000 individual fibers to be homogeneously coated because the fibers on the inside of the bundle pass through those on the outside lying fibers are shadowed.
Für das erfindungsgemäße Verfahren sind physikalische Aufdampfverfahren (z. B. Sputter-Prozesse, reaktive Sputter-Prozesse, Ion-plating) geeignet, wie sie z. B. in K. L Chopra, »Thin Film phenomena^, New York, 1969, beschrieben sind.For the method according to the invention are physical Evaporation processes (e.g. sputtering processes, reactive sputtering processes, ion plating) are suitable as they are e.g. B. in K. L Chopra, "Thin Film phenomena ^, New York, 1969, are described.
Die Auffächerung des Trägerfaserbündels zu einem Band nebene'nanderiiegender Fasern (lineare Anordnung der einzelnen Faserquerschnitte) kann herstellerseitig oder durch nachträgliche Entflechtung erfolgen. Bei einem derartigen Trägerfaserband kann die gegenseitige Abschattung der einzelnen Fasern weitgehend vermieden werden, so daß eine homogene, allseitige Beschichtung der Fasern möglich wird, vor allem dann, wenn eine beidseitige Kathodenzerstäubung vorgenommen wird.The fanning out of the carrier fiber bundle to form a band of fibers lying next to one another (linear arrangement the individual fiber cross-sections) can be done by the manufacturer or by subsequent unbundling. With such a carrier fiber band, the mutual shading of the individual fibers can largely be avoided, so that a homogeneous, all-round coating of the fibers is possible, especially then, when cathode sputtering is carried out on both sides.
Aus der DE-PS 3 94 830 ist es bekannt, Fäden, die so angeordnet sind, daß sie eine Zylinderfläche bilden, durch Kathodenzerstäubung zu metallisieren. Das Problem der Herstellung dünner, supraleitender Schichten mit besonders geringer Korngröße wird dort jedoch nicht angesprochen.From DE-PS 3 94 830 it is known, threads which are arranged so that they form a cylindrical surface, to metallize by cathode sputtering. The problem of producing thin, superconducting layers However, there is no mention of a particularly small grain size.
Die Kathodenzerstäubung wird vorteilhaft reaktiv, d. h. bei gleichzeitiger Anwesenheit von Stickstoff oder stickstoffhaltiger Verbindung entweder zweistufig oder einstufig durchgeführt, so daß sich als Endprodukt ein Leiter ergibt, der aus einer Vielzahl von Trägerfasern besteht, die mit einem NbCNO-Supraleiter feinster Körnung (3 bis 50 nm) und einer Schichtstärke von der Größenordnung 1000 nm überzogen sind.The sputtering is advantageously reactive; H. with the simultaneous presence of nitrogen or nitrogen-containing compound carried out either in two stages or in one stage, so that the end product is a Conductor results, which consists of a large number of carrier fibers, which are finest with an NbCNO superconductor Grain (3 to 50 nm) and a layer thickness of the order of 1000 nm are coated.
Einige der zahlreichen Modifikationen des Kathodenzerstäubungsverfahrens seien im Folgenden beispielhaft angeführt:Some of the numerous modifications to the sputtering process are listed below as an example:
Man unterscheidet Dioden- bzw. Triodenanordnungen, je nachdem, ob das Plasma selbständig zündet oder ob es einer zusätzlichen Elektronenquelle bedarf. Dabei kann sowohl Gleichspannung als auch hochfrequente Wechselspannung zum Einsatz gelangen. Durch die zusätzliche Verwendung eines fokussierenden Magnetfeldes (Magnetron) läßt sich die Stoßwahrscheinlichkeit und damit das Schichtwachstum stark erhöhen. Mit derselben aufgefächerten Faseranordnung werden auch plasmaaktivierte und reaktive Verdampfungsprozesse möglich. Zusammenfassend kann man sagen, daß Verfahren geeignet sind, die es erlauben, die Wachstumkinetik gezielt zu beeinflussen, sei es über die Temperatur des Substrats, sei es über die kinetische Energie der Reaktanten (Plasmaaktivierung bzw. partielle Gasdrukke). Zur Beeinflussung der Wachstumsk:netik kann in vorteilhafter Weise die Trägerfaser unmittelbar vor und während dem Beschichten durch Infrarotstrahlung temperiert werden. Es kann beispielsweise eine Temperierung des Substrats auf 60 bis 700C erfolgen. Die Temperaturkontrolle kann durch Infrarotsensoren erfolgen.A distinction is made between diode and triode arrangements, depending on whether the plasma ignites automatically or whether it requires an additional electron source. Both direct voltage and high-frequency alternating voltage can be used. The additional use of a focusing magnetic field (magnetron) can greatly increase the impact probability and thus the layer growth. With the same fanned-out fiber arrangement, plasma-activated and reactive evaporation processes are also possible. In summary, one can say that processes are suitable which allow the growth kinetics to be influenced in a targeted manner, be it via the temperature of the substrate or via the kinetic energy of the reactants (plasma activation or partial gas pressures). For influencing the Wachstumsk: kinetics in an advantageous way, the support fiber may be heated immediately before and during the coating, by infrared radiation. The substrate can be tempered to 60 to 70 ° C., for example. The temperature control can be done by infrared sensors.
Zur elektrischen Stabilisierung (d. h. Schutz gegen überhöhte Strombelastung bei Übergang in die Normalleitung) der supraleitenden Fasern und um Kontaktierungsmöglichkeiten zu schaffen, erfolgt vorzugsweise nach Aufbringen der supraleitenden Schicht auf die Trägerfasern durch das beschriebene erfinderische Verfahren in einem weiteren, sich unmittelbar hieran anschließenden Verfahrensschritt, eine Beschichtung der Fasern mit hochreinem Kupfer oder Aluminium. Diese Beschichtung kann z. B. durch ein elektrolytisches Be-For electrical stabilization (i.e. protection against excessive current load when transitioning to normal line) of the superconducting fibers and in order to create contact possibilities, is preferably carried out after applying the superconducting layer to the carrier fibers by the inventive method described In a further process step immediately following this, the fibers are coated with high purity copper or aluminum. This coating can e.g. B. by electrolytic loading
schichtungsverfahren bzw. eine Bedampfung erfolgen, da in diesem Fall die einzelnen Fasern sich gegenseitig nicht abschirmen bzw. abdecken. Eine thermische Nachbehandlung des Kupfers verbessert dessen Leitfähigkeit. layering process or vapor deposition take place, since in this case the individual fibers are mutually exclusive do not shield or cover. Thermal post-treatment of the copper improves its conductivity.
Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens zur Herstellung von supraleitenden Faserbündeln sieht vor, daß die Abscheidung in einem kontinuierlichen Prozeß erfolgt, wobei die Trägerfasern von einer Rohrmaterialspule abgehaspelt und durch die Beschichtungsanlage. to transportiert werden und die beschichteten Fasern auf eine Aufnahmespule aufgehaspelt werden. Das Verfahren kann dabei auch in mehreren Schritten (z. B. zwei kontinuierliche Durchläufe durch die Beschichtungsanlage) erfolgen. Ein Unterdruck kann durch starkes Pumpen hergestellt werden. Das Fehlen von Schleusen in der Beschichtungsanlage ist vorteilhaft, da es das Einströmen von Verunreinigungen aus der Außenluft vermeidet. Die beiden Spulen können in Unterdruckbehältern, die direkt ohne Schleuse an die Beschichtungsanlage anflanschbar sind, untergebracht sein.Another embodiment of the method for producing superconducting fiber bundles provides that the deposition takes place in a continuous process, the carrier fibers being taken from a tube material spool unwound and through the coating line. to be transported and the coated fibers on a take-up spool. The process can also be carried out in several steps (e.g. two continuous runs through the coating system). A negative pressure can be created by strong pumping getting produced. The lack of locks in the coating plant is advantageous as there is an inflow Avoids contamination from the outside air. The two coils can be placed in vacuum tanks, which can be flange-mounted directly to the coating system without a lock.
Anhand der Zeichnung sollen die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen erläutert und beschrieben werden. Es zeigtThe invention and advantageous embodiments are to be explained and described with the aid of the drawing will. It shows
F i g. 1 eine Vorrichtung zum Auffächern und Bcschichten der Trägerfasern undF i g. 1 a device for fanning out and layers the carrier fibers and
F i g. 2 eine Verdampfungseinrichtung zum Beschichten des Trägerfaserbandes.F i g. 2 an evaporation device for coating the carrier fiber tape.
Die F i g. 1 zeigt eine Vorrichtung zum Auffächern der Trägerfasern 40 zu einem Trägerfaserband 41. Die Trägerfasern 40 werden von mehreren Rohmaterialspulen 42, auf die jeweils eine Vielzahl paralleler, zu einem Trägerfaserbündel zusammengefaßter Trägerfasern 40 aufgehaspelt sind, abgespult und durch einen ersten Kamm 43 gezogen. Durch den Kamm 43 werden die unbeschichteten Trägerfasern 40 zu einem Trägerfaserband 41 aufgefächert Zwischen dem ersten Kamm 43 und einem zweiten Kamm 44 verlaufen die einzelnen Trägerfasern im wesentlichen parallel und liegen in einer Ebene nebeneinander.The F i g. 1 shows a device for fanning out the carrier fibers 40 to form a carrier fiber ribbon 41 Carrier fibers 40 are from a plurality of raw material spools 42, each with a plurality of parallel ones, to form one Carrier fiber bundles of combined carrier fibers 40 are reeled, unwound and through a first Comb 43 pulled. Through the comb 43, the uncoated carrier fibers 40 become a carrier fiber ribbon 41 fanned out Between the first comb 43 and a second comb 44, the individual ones run Carrier fibers are essentially parallel and lie next to one another in one plane.
Im Bereich des Trägerfaserbandes 41 erfolgt die Eieschichtung der Trägerfasern mit einer supraleitenden Nioboxycarbonitridschicht. Gegebenenfalls kann in einem derart aufgefächerten Bereich auch eine Beschichtung der Fasern mit hochreinem Kupfer oder Aluminium erfolgen, sofern hierfür ein physikalisches Verfahren Verwendung finden soll.The egg layering takes place in the area of the carrier fiber strip 41 of the carrier fibers with a superconducting niobium oxycarbonitride layer. If necessary, in a such a fanned out area also a coating of the fibers with high-purity copper or aluminum if there is a physical procedure for this Should be used.
Eine Umlenkrolle 45 faßt das Trägerfaserband 41 zu einem beschichteten Faserbünde! 46 zusammen. Das Faserbündel 46 wird auf eine Aufnahmespule 47 aufgehaspelt. A pulley 45 summarizes the carrier fiber tape 41 to form a coated fiber bundle! 46 together. That Fiber bundle 46 is wound onto a take-up spool 47.
Die physikalische Beschichtung der Trägerfasern 40 erfolgt in einem evakuierten Reaktor 50, wie er schematisch in F i g. 2 zu entnehmen ist Hier sind die Querschnitte der einzelnen zu einem Trägerfaserband 41 aufgefächerten Trägerfasern erkennbar. Beidseits der durch das Trägerfaserband aufgespannten Fläche ist je eine Verdampfungseinrichtung 51, 52 skizziert, durch die eine allseitige, gleichmäßige Beschichtung der Trägerfasern erfolgtThe physical coating of the carrier fibers 40 takes place in an evacuated reactor 50, as shown schematically in FIG. 2 can be seen Here are the cross-sections of the individual carrier fibers fanned out to form a carrier fiber band 41 can be seen. Both sides of the An evaporation device 51, 52 is outlined in each case by the area spanned by the carrier fiber band the carrier fibers are coated evenly on all sides
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (6)
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Applications Claiming Priority (2)
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Family Applications (1)
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| DE3711842A1 (en) * | 1987-04-08 | 1988-10-27 | Asea Brown Boveri | FIBER BUNDLE AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
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- 1982-07-31 DE DE3249624A patent/DE3249624C2/en not_active Expired
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