DE9318197U1 - Hochtemperatur Supraleiter Material - Google Patents

Hochtemperatur Supraleiter Material

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Description

Hochtemperatur Supraleiter Material
Die Erfindung betrifft ein Hochtemperatur Supraleiter Material für magnetfelderzeugende Einrichtungen, insbesondere für Lager, Transporteinrichtungen, Verkehrsmittel, medizinische Einrichtungen der ärztlichen Diagnostik sowie elektrotechnische und elektronische Einrichtungen.
Die Entwicklung der neuen Supraleiter, vor allem in Richtung technischer Anwendungen, wird wesentlich durch die breite Verfügbarkeit von technisch relevanter Probenqualität und homogenität bestimmt.
Bei der Herstellung von Massivmaterial mit hoher kritischer Stromdichte bestehen eine Reihe von Einzelproblemen, wie beispielsweise Korngrenzen und Textureffekte.
Die schrittweise Lösung dieser Materialprobleme erlaubt die Verbesserung der für die Anwendung wichtigen Parameter, wie die Kritische Temperatur ( Tc ), die kritische Stromdichte ( J0 ) und die kritische magnetische Feldstärke ( H0 ).
Zur Herstellung von supraleitenden Massivproben werden unterschiedliche Präparationstechniken angewandt. ( Sinterprozesse, Einkristallzucht, Sol - Gel - Verfahren )
Für die Erzielung hoher kritischer Stromdichten - Voraussetzung für die technische Nutzung des Materiales - zeichnen sich die Herstellungsverfahren über eine gerichtete Erstarrung des Materials in einem Temperaturgradienten als vorteilhaft ab.
Die Entwicklung von neuem Material für technische Anwendungen besteht daher in der Erzeugung geeigneter Haftzentren, an denen die magnetischen Flußwirbel durch Pinning Kräfte verankert werden können.
Effektive Pinning - Zentren sind z. B. Ausscheidungen, Defekte und Fremdatome.
Sie besitzen unter Umständen eine hundertfache höhere Pinning - Energie als die von Einkristallen.
Die Präparation von texturierten! Massivmaterial, etwa über das von japanischen Wissenschaftlern vorgeschlagene QMG (Quench and Melt Growth) [ 1 ] bzw. MTG (Melt Textured Growth) Verfahren (nach Jin [ 2 ] und nach Salama [ 3 ] ), liefert YBaCuO - Proben mit Stromdichten von etwa 1,5 * 10 4 A/cm 2 ( bei T=77 K und H= 1 Tesla).
Eines der Hauptprobleme der Anwendung der neuen Supraleiter ist das Flußkriechen der magnetischen Flußwirbel in der Shubnikov - Phase eines Typ 2 - Supraleiters.
J-.
Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb in der Schaffung eines neuen Materiales für technische Anwendungen durch Erzeugung geeigneter Haftzentren, an denen die magnetischen Flußwirbel durch Piraiing-Kräfte verankert werden können.
Das Ziel der Erfindung besteht in der Herstellung eines Materiales mit den wesentlichen Struktureigenschaften:
- hochgradig texturiertes Gefuge
- verringerte Korngrenzenanteile
- Vorhandensein effektiver Pinning - Zentren
- hohe Dichte, kleine Mikroiißbildung
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.
Die in eckigen Klammern [ ] angeführten literaturstellen sind auf dem Anlageblatt näher bezeichnet.
In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1: den schematischen Temperaturverlauf verschiedener Schmelztexturverfahren,
Fig. 2 : eine optische Polarisationsaufnahme (a) und die rsterelektronenmikroskopische Verteilung (b) der (211) - Phase (dunkle Bereiche) in der (123) Matrix nach [4],
Fig. 3 : Pseudo - binäres Phasendiagramm des Y-Ba-Cu-O - Systems für die beiden Phasen (211) und (123),
Fig. 4 : die schematische Darstellung des " Ceramo - Cristall - Growth " - Verfahrens,
Fig. 5 : eine optische Polarisationsaufnahme der Ni-Dekoration auf der Oberfläche von schmelztexturiertem YBaCuO - der Phasen (123) / (211); T= 1OK nach [ 12 ],
Fig. 6 : die Makrostruktur von Pt - dotierten QMG - Proben,
Fig. 7 : die Ag - Verteilung in schmelztexturierten 123/ 25 Gewichts % Ag - Hochtemperatur-Supraleitern nach [ 17 ],
Fig. 8 : das TEM - Hellfeld von CCG - Material ( Helles Gebiet: (211) - Phase ; Dunkler Punkt: Ag), Zwillingsstrukturen in der (123) - Phase,
Fig. 9 : das EDX-Spektrum eines 10 nm - Ag - Teilchens in einem CCG - (123) - Supraleiters, Fig. 10 : eine STEM - Aufnahme einer (123)/(211) - Konfiguration in CCG - YBaCuO, Fig. 11 : das EDX - STEM - Spektrum der supraleitenden (123) - Phase von Fig. 10, Fig. 12 : das EDX - STEM - Spektrum der nichtsupraleitenden Phase (211) von Fig. 10, Fig. 13 : eine STEM - Abbudung.de/4fikrostruktur.von, schmelztexturiertem YBaCuO.
Fig. 14 : die Magnetfeldabhängigkeit der kritischen Stromdichte für schmelztexturiertes YBaCuO nach [ 18 ],
Fig. 15 : die Feldverteilung in einem Supraleiter mit Flußverankerung und äußerem Magnetfeld
und Fig. 16 : die Magnetfeldverteilung eines MPMG / Ag dotierten YBaCuO - Supraleiters mit 0,4 T Magneten "on - top" nach [ 18 ].
Grundgedanke aller Verfahren zur gerichteten Erstarrung der Schmelze ist die Ausrichtung des mikrostrukturellen Gefüges in einem relativ aufwendigen Schmelz und AbkUhlprozeß .
In Fig. 1 ist für MTG und MPMG (Melt Powder Melt Growth) - Verfahren schematisch der Temperaturverlauf dargestellt.
Schematischer Temperaturverlauf verschiedener Schmelztexturverfahren Jin und Salama starteten den Schmelzprozeß mit der Y : Ba : Cu = 1 : 2 : 3 Zusammensetzung ; Murakami mit 1.8 : 2.4 : 3.4 .
Neben dem gewünschten Texturgrad des supraleitenden Materials , kommt für hohe Stromdichten den Pinning - Zentren eine Schlüsselrolle zu.
Von japanischen Gruppen wird die grüne Phase Y3BaCuO5 (211) - fein verteilt -
primär als potentielles Haftzentrum für die Verankerung der magnetischen Fluß schläuche angesehen.
Optische und Röntgenverteilungsbilder zeigen in jam - Dimensionen die Verteilung der grünen Phase (211) in der (123) - Matrix.
Optische Polarisationsaufnahme (a) und rasterelektronenmikroskopische Verteilung (b) der (211) - Phase (dunkle Bereiche) in der (123) Matrix [ 4 ]
Über die Wirkung und Effektivität der (211) - Phase als Pinning - Zentren existieren nach wie vor kontroverse Auffassungen [ 5, 6 ]. So soll in den Modellvorstellungen die innere Grenzfläche zwischen (211) - Ausscheidungen und der (123) - Matrix über mikroskopische Spannungszustände als Haftzentrum wirken.
Transmissionselektronenmikroskopische und analytische Untersuchungen in nm Bereich (siehe nächster Abschnitt) an schmelztexturierten YBaCuO - Proben zeigen die Existenz verschiedener mikroskopischer Strukturdefekte wie Versetzungen, Fehlstellen oder Mikrorisse.
Eigene hochauflösende AEM- (Analytische Elektronenmikroskopische) Untersuchungen an CCG - Proben weisen auf die Existenz von Zwillingsebenen und Domänen hin. Diese Strukturinhomogenitäten können zum Pinning - Verhalten der neuen schmelztexturierten Supraleiter bei tragen, ohne daß bisher eine Priorisierung einzelner Phänomene mit besonders großen Pinning - Kräften erkennbar wird.
Auf diesem Feld sind weitere detailierte Untersuchungen der MikroStruktur notwendig.
Allgemein wird eine Abhängigkeit der Wirksamkeit der (211) - Phase als Pinnning Zentren von der Größe der Ausscheidungen derart beobachtet , daß besonders homogen verteilte kleine (211) - Einschlüsse qualitativ zu besserem Pinning führen.
Ogawa [ 7 ] berichtet, daß die (211) - Ausscheidungen durch die Zugabe von Pt gesteuert werden können.Eine unterschiedliche Größenverteilung der (211) - Bereiche soll durch die Verwendung von Pt - Tiegeln in der MPMG Schmelztexturierung erzielt werden [ 8 ]. Danach geht Pt in Lösung .
Als Pt - Konzentration wird 0.3... 0.5 Gw. 1 angegeben.
An anderer Stelle werden Zweifel an diesem Pt - Mechanismus mit Einfluß auf die
(211) - Größe geäußert [ 9 ].
Eine Steuerung der Größe der (211) - Phase ist auch das Ziel eines weiteren Synthese - Verfahrens (Powder Melting Process - "PMP") , wobei mittels eines Precursor (211) - Pulvers und BaCuO die Ausgangsmaterialien für den Schmelz prozeß gezielt vorbehandelt werden können.
Phasendiagramm und CCG - Verfahren
Das pseudo - binäre Phasendiagramm des Y - Ba - Cu - O - Systems für die beiden Phasen (211) und (123) ist in Fig. 3 dargestellt.
Die supraleitende (123) - Phase entsteht durch die Reaktionen : L(BaCO3 +CuO)+Y2O3 > Y3BaCuO5 + CO2
(011) (211) L - liquid
bzw. peritektisch
Y2BaCuO5 + L ( 3 BaCuO2 + 2 CuO ) > 2YBa3Cu3Ox
(211) L (035) 2 (123)
Das "Ceramo - Crystal - Growth" - Verfahren versucht über zusätzliche Reaktions schritte , z.B. über fein verteilte Y3O3 - Keime , die Größe und Verteilung der (211) - Phase zu steuern. Dazu trägt neben den speziell vorbehandelten Ausgangspulvern eine gezielte Temperaturführung zur partiellen Schmelze und Abkühlung bei. ( Fig. 4)
Der Gesamtprozeß zur Schmelztexturierung (CCG) läuft schematisch wie folgt ab : -, Mischung der Ausgangsstoffe Y3O3 , BaCO3 , CuO ( 99,9 % Reinheit)
- Kalzinierung bei 900 ° C (24 h)
- Hochtemperaturschmelzen bei 1200 - 1400 ° C und schnelle Abkühlung
- Pulverisierung unter Zugabe von Ag3O und Pressen
- Gerichtete Erstarrung unter Einfluß, des Temperaturgradienten ; Erhitzen und langsame Abkühlung im Ofen (1-2 0C / h )
(211) + L —> (123)
- Reoxidation
In diesem Prozeß wird die Verteilung der (211) - Phase über die Y^ß " Keime und deren Wachstum gesteuert.
Nach den bisherigen Erkenntnissen verdient dabei die Homogenität und die Größe der (211) - Phasen im Hinblick auf die Pinning - Eigenschaften besondere Beachtung.
Vorstellbar ist auch ein Einfluß der geometrischen Form der (211) - Teilchen auf die resultierende Pinningkraft. Verantwortlich- dafür sind die an der Grenzfläche auftretenden Spannungen.
Beobachtet wurden bisher sowohl die sphärische Form der (211) - Phase als auch eine whiskerähnliche Geometrie.
Die Unterschiede der CCG - Methode gegenüber dem oben genannten Schmelz - Textur Verfahrens sind hauptsächlich :
- eine geänderte chemische Zusammensetzung
- die Verwendung von vorbehandelten Ausgangspulvern (Precursor)
- eine spezielle Abstimmung des zeitlichen und örtlichen Temperaturgradienten im Wachstumsprozeß
Über das CCG - Verfahren gelingt die Herstellung von z.Z. bis zu 20 - 30 mm großen korngrenzenfreien, quasikristallinen YBaCuO - Bereichen (" Ceramo - Crystal ")-
Pinning - Zentren in CCG - YBaCuO
Der Ceramo - Crystal - Growth - Prozeß basiert wesentlich auf der Reaktion
(211) + L > (123) + (211) + L L- Liquid
Damit kann der Anteil der für die Pinningeigenschaften wesentlichen (211) - Phase über die Einwaage der Ausgangspulver gesteuert werden.
In der Zusammensetzung Yj gBa2 ^Cu^ ^&Ogr;&khgr; beträgt entsprechend der Volumenanteil der (211) - Phase etwa 0.4 . Eine einfache quantitative Erhöhung des (211) - Anteils führt allerdings nicht zu maximalem Flußpinning. Dem positiven Effekt des Anbietens einer größeren Anzahl von Haftzentren steht die volumenmäßige Verringerung der supraleitenden (123) - Phase mit einer Jc - Limitierung gegenüber . Daher existiert ein optimales (211)/(123) - Verhältnis.
In der Literatur wird als dominantes Haftzentrum in schmelztexturiertem YBaCuO die (211) - Phase favorisiert.
Zusätzliche eingebrachte BaSnOg - (0.1 - 1 pm) - Partikel können die effektive
Stromdichte weiter erhöhen [ 11 ].
Der Nachweis des Flußpinning an (211) - Ausscheidungen gelingt mit Hilfe der Bittertechnik. Dabei schlagen sich fein verteilte Ni - Teilchen auf der Oberfläche einer schmelztexturierten YBaCuO - Probe an den Fluxoiden in der Nähe von
(211) - Ausscheidungen nieder [ 12 ].
Die Autoren in [ 12 ] schliei3en anhand von Fig. 5 , daß der magnetische Fluß in HTSL quantisiert und bei angelegtem Feld in der Nähe der (211) - Ausscheidungen lokalisiert ist.
Die Größe der (211) - Ausscheidungen sowie ihre Homogenität spielen offenbar eine entscheidende Rolle für das Pinning - Verhalten der neuen Supraleiter. Beim MTG - Verfahren sind die (211) - Ausscheidungen einige Zehn IJm groß ; die abgeleiteten Verfahren - wie QMG (Quench and Melt Growth) oder PDMG (Platinum Doped Melt Growth) - zeigen die (211) - Phase fein verteilt in der (123) Matrix.
Platin , Rhodium oder CeO^ (Ceroxid) stellen offenbar geeignete Keime für das (211) - Wachstum in Form kleiner Ausscheidungen und hoher Dispersion dar [ 13 ]. Die CeO2 - Konzentration wird dabei mit etwa 1 Gw.% angegeben. Die Rolle des Pt in schmelzlexturierten YBaCuO - Supraleitern ist bisher nicht völlig geklärt.
Fig. 6 zeigt anhand polarisationsoptischer Bilder den Einfluß von Pt auf die Größe der (211) - Ausscheidungen in QMG - Material [ 14 ].
Bezogen auf die physikalische Wirksamkeit wäre eine direkte Beteiligung von kleinsten Pt - Clustern am Verankerungsmechanismus der Flußschläuche durchaus denkbar. Der direkte analytische Nachweis von Pt in mikroskopischen Dimensionen steht allerdings noch aus.
Ag - Dotierung
Allgemein wird der Dotierung mit Ag2Ü ein positiver Effekt zur Verminderung von Mikrorissen im (123)/(211) - Gefüge von schmelztexturiertem Material zugeordnet.
Die Mikrorisse entstehen im Y - Ba - Cu - O - System durch eine tetragonal - zu orthorhombäsche - Transformation nahe 650 0C.
Die Besetzung der O - Plätze in a- und b- Richtung mit gleicher Wahrscheinlichkeit in der tetragonalen Phase führt zur Verringerung des Gitterabstandes in c- Richtung.
Dadurch entstehen Spannungen und Risse in der (001) - Ebene .
Letztere können durch den Einbau von Ag abgebaut und die Rißbildung verringert werden.
Der Einbau von Ag in HTSL führt nicht zur Degradation der supraleitenden Eigen schäften , sondern erhöht die Leitfähigkeit bei Raumtemperatur und verbessert die Diffusionseigenschaften von Sauerstoff im (123) - Gitter [ 15 , 16].
Bisherige Untersuchungen zur Ag - Dotierung zeigen , daß nur geringe Konzentrationen im Gitter -eingebaut werden .
Ag findet man hauptsächlich in Korngrenzen und Zwickeln, sowie als separate Ausscheidungen von einigen Zehnem Ausdehnung ' Fig. 7).
Neben den in der Literatur vorgestellten Untersuchungen zur Ag - Verteilung in schmelztexturiertem (123) - Material zeigen eigene höchstaufgelöste Analysen im nm - Bereich auch sehr viel kleinere Ag - Anreicherungen.
In Fig. 8 ist die MikroStruktur von CCG - (123) - Material im Hellfeld - TEM abgebildet. In der fein verteilten (211) - Phase (helles Gebiet) liegt ein etwa 10 nm großes Ag - Teilchen. Die (123) - Phase (dunkles Gebiet) weist typische Zwillingsstrukturen auf.
Die Analyse des 10 nm Teilchens von Abb. 8 weist auf einen Ag - Cluster mit sphärischer Geometrie hin. ( Fig. 9' .
Das Auftreten von Ag - Ausscheidungen in sphärischer Clusterform im nm - Bereich kann aufgrund der kleinen Kohärenzlänge der neuen Supraleiter eine weitere Quelle für effektives Pinning sein.
MikroStruktur von CCG - VBaCuO
Das Ceramo Crystal Growth-Verfahren erzeugt eine komplizierte MikroStruktur des Gefüges , deren Kenntnis Voraussetzung für das Verständnis der physikalischen Vorgänge und der gezielten Materialentwicklung ist.
Besonderes Interesse beanspruchen die für den Pinning - Mechanismus verantwortlichen Strukturinhomogenitäten.
Die überwiegend publizierten Konzentrationsverteilungen der (123) und (211) - Phase in &mgr;&tgr;&eegr; - Dimensionen geben allerdings kaum Hinweise auf die direkte Wirkung der (211) - Ausscheidungen als mögliche Haftzentren.
Abb. 10 zeigt eine STEM - Aufnahme eines (123)/(211) - Gebietes in CCG - YBaCuO.
Die entsprechenden analytischen Spektren , aufgenommen im (211) - Gebiet und der (123) - Phase sind in den Abbildungen 11 und 12 dargestellt. Mit Hilfe dieser leicht zu unterscheidenden Spektren lassen sich die (211) Ausscheidungen analytisch in der (123) - Matrix mit dieser quasi Fingerprintmethode leicht identifizieren.
Aus Fig. 10 wird deutlich , daß die Phasen (123) und (211) eine scharfe Grenzfläche besitzen , deren Strukturgradient über mechanische Spannungen und der Abfall des supraleitenden Ordnungsparameters als ideales Haftzentrum für den magnetischen Fluß wirken kann.
Die Analyse der Phasengrenzfläche ergab keine Hinweise auf (amorphe) Zwischenschichten , die zu einem Abbau der Spannungen fuhren könnten.
Einen weiteren Hinweis auf die MikroStruktur des schmelztexturierten YBaCuO Materials liefert Fig. 13.
Deutlich ist die Zwillingsstruktur der (123) - Phase mit den Zwillingsgcenzen zu erkennen. Die einzelnen Zwillinge zeigen eine innere domänenartige Struktur , die mit der kristallinen a - b - Orientierung einherzugehen scheint.
Kritische Stromdichte - Flußkriechen
Magnetfeldabhängigkeit
Die kritische Stromdichte Jc in HTSL als Funktion der (211) - Partikeln und ihrer Wirkung als Haftzentren ist danach ,
Jc = V2 fB c2 &Ogr;" B/Bc2 ) / (Φ&ogr; B > 1/2
N1 d - Dichte und Größe der (211) - Phasen
Bc - kritisches Feld
Bo - oberes kritisches Feld
Ww
} - Kohärenzlänge
&phgr; - elementares Flußquant
Abb. 14 zeigt die Magnetfeldabhängigkeit von Jc Tür schmelztexturiertes YBaCuO mit und ohne (211) - Phase [ 18 ].
Aus Fig. 14 sind sowohl die Anisotropie der kritischen Stromdichte (abhängig von der Magnetfeldrichtung) , als auch die um 2 Größenordnungen höheren Stromdichten für (123) mit 25 Vol.% (211) - Anteil gegenüber der (123) - Phase erkennbar. Die Wirkung der (211) - Teilchen als Pinning - Zentren wird durch die geringere Magnetfeldabhängigkeit der Yj 5 - Proben gegenüber der Yj q (123) - Probe deutlich.
Flußkriechen
Die kritische Stromdichte für Typ II - Supraleiter wird durch das Flußkriechen als Funktion der Zeit durch folgenden Ausdruck beschrieben [ 19 ].
Jc = J00 [l-(kT/U0) In (/uo
Jc ist die Stromdichte ohne thermische Anregung. H das Magnetfeld , 1 der Abstand zwischen den Haftzentren .
Ji, ist die Oszillationsfrequenz einer Flußlinie , und Ec ist das Minimum des kritischen elektrischen Feldes im Sinne des Jc - Kriteriums .
Die Pinning - Energie U0 wird pro Einheitslänge gegeben durch U0= Hc 2 / 8ir*TT52
Die Kohärenzlänge ist für die neuen Supraleiter gegenüber den konventionellen Materialien klein , typisch weniger als 1 - 2 nm . U0 für die neuen Supraleiter beträgt danach ca. 0.2 eV , und das Verhältnis U0 / kT (0.0066 eV bei 77 K) etwa. 30- m, ^
Nimmt man für den Faktor ln( &mgr;0 H IJl/ Ec ) etwa den gleichen Wert von 30 an , dann wird Jc klein gegenüber Jc0 .
Unter diesen Bedingungen ist die Anwendung der neuen Oxidsupraleiter aufgrund der Flußsprünge stark eingeschränkt.
Wesentlich anders liegen die Verhältnisse für schmelztexturiertes YBaCuO Material. Die Verankerungsenergien U0 für QMG und CCG - YBaCuO - Supraleiter liegen bei einigen eV ; berechnet aus Magnetisierungs - und Relaxationsverhalten.
In logarithmischer Zeitabhängigkeit ergibt sich für eine Zylinderscheibe mit dem Radius r danach
dM/dlnt = (ic r /3c) ( kT/ UQ )
Damit scheint es möglich , die thermisch bedingten Flußsprünge durch hocheffektive Verankerungsmechanismen weitgehend zu minimieren und den Abfall der Magnetisierung selbst bei LN2 - Temperatur (77K) sehr klein zu halten.
Makroskopische Kraftwirkungen
Eine Reihe technischer Applikationen der schmelztexturierten Supraleiter geht auf die Kraftwirkung der Supraleiter mit Permanentmagneten zurück. Die abstoßende Kraft zwischen Supraleiter und Magnet kann beispielweise für die Entwicklung und Konstruktion eines supraleitenden berührungslosen Lagers genutzt werden.
Fig. 15 zeigt schematisch die Feldverteilung in einem Supraleiter und die resultierende diamagnetische Abschirmung durch Jc.
Nach obiger Fig. ist m = M &ngr; die Magnetisierung ; dM/dz ist der Gradient der Feldstärke in &zgr; - Richtung ; rot M = Jc ist die kritische Stromdichte . [ 18 ]
Die Magnetisierung pro Volumeneinheit hängt dabei von der Probengeometrie ab .
M = AJr A- Konstante
r - Radius der Abschirmströme
Für möglichst hohe Abstoßungskräfte ist daher die Höhe der kritischen Stromdichte, J und der Radius der diamagnetischen Abschirmströme entscheidend.
Das beste bisher hergestellte CCG - (YBaCuO) - Material hat korngrenzenfreie (Quasi - Kristall) - Bereiche von etwa 20 mm Größe. Die Abstoßung gemessen gegen einen 0.6 T Magneten beträgt 15 kg.
Die magnetische Abstoßung gegen einen Permanentmagneten zeigt eine starke Hysterese , die durch die charakteristische Magnetfeldverteilung in der Probe entsteht.
Wird der Magnet auf den Supraleiter gedruckt, erhöht sich die Magnetisierung , begleitet von einer verstärkten Abstoßungskraft zwischen beiden.
Nach Entfernung des Magneten verbleibt im Supraleiter eine Restmagnetisierung , die sich in einer attraktiven Kraftkomponente äußert. In diesem Zustand wirkt
der Supraleiter wie ein Permanentmagnet .··.
••: ··; v :iy··
In Fig. 16 ist die Magnetfeldverteilung eines schmelztexturierten YBaCuO Supraleiters mit aufgelegtem 0.4 T Magneten dargestellt . [ 18 ]
In der gezeigten Konfiguration kann ein Magnetfeld von 0.25 T im Supraleiter verankert werden. Bei weiterer Optimierung des Herstellungsverfahrens sollten Felder bis 1 T im CCG - Material verbleiben.
Mit diesen verankerten Magnetfeldern wird die Nutzung der Supraleiter als Separatoren möglich.

Claims (8)

•*ii &igr; &igr; .' &igr; ii Ansprüche
1. Hochtemperatur - Supraleiter - Material für magnetfelderzeugende Einrichtungen, das eine Yttrium - Barium - Kupferoxid Zusammensetzung aufweist und ein schmelztexturiertes Gefüge besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß
a.) dem Kupfer Silberbeimischungen zugefügt sind,
b.) der Supraleiter aus isotopenreinem Yttrium - Barium - Kupferoxid besteht und
c.) eine Einlagerung von nichtleitenden Zonen aufweist.
2. Hochtemperatur - Supraleiter- Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtleitenden Einlagerungen aus 2 11 Zusammensetzungen des Yttrium - Barium Kupfermateriales bestehen.
3. Hochtemperatur - Supraleiter - Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus dem erfindungsgemäßen Material hergestellte Formkörper mit Aluminium gefasst wird
4. Hochtemperatur - Supraleiter - Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Sprünge oder Schlitze zwischen dem Yttrium - Barium - Kupferoxid - Material und dem Aluminium durch Harzstoffe ausgefüllt werden.
5. Hochtemperatur - Supraleiter - Material nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper ein Verhältnis seines Durchmessers zu seiner Höhe von vier zu eins aufweist.
6. Hochtemperatur - Supraleiter - Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material quasikristalline supraleitende Bereiche ( Ceramo - Crystalle ) aufweist, die bei einer Temperatur von 77 Grad Kehdn eine Stromtragfahigkeit von mindestens zehntausend Ampere pro Quadratzentimeter aufweisen und eine Magnetfeldstärke von einem Tesla erzeugen.
7. Hochtemperatur - Supraleiter - Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der supraleitenden ( 123 ) Zusammensetzung und den nichtsupraleitenden ( 211) Einlagerungen zum Zweck des Abbaues der mechanischen Spannungen eine amorphe Interface - Schicht von ca. zehn Nanometer Kupferoxid angeordnet ist.
8. Hochtemperatur - Supraleiter - Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Homogenisierung und Verfeinerung der nichtsupraleitenden (211) Einlagerungen vorbehandelte Ausgangspurver mit einer Korngröße kleiner einem Mikrometer zur Anwendung kommen.
Hierzu 8 Blatt Zeichnungen.
DE9318197U 1993-11-30 1993-11-30 Hochtemperatur Supraleiter Material Expired - Lifetime DE9318197U1 (de)

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