專利名稱：制造超導(dǎo)性電導(dǎo)體的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造超導(dǎo)性電導(dǎo)體的方法，其中在織構(gòu)化(texturiert)金 屬襯底上作為超導(dǎo)性材料設(shè)置一個(gè)由釔-鋇-銅氧化物(YBCO)形成的層 (US曙A誦5 739 086 )。
背景技術(shù)：
超導(dǎo)性電導(dǎo)體由特殊的材料組成，該種材料在足夠低的溫度下轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo) 狀態(tài)。 一個(gè)相應(yīng)構(gòu)造的導(dǎo)體的電阻由此趨近于零。適宜的超導(dǎo)材料例如是YBCO (釔-鋇-銅氧化物)或者BSCCO (鉍-鍶-4丐-銅氧化物)。對(duì)于這種陶瓷材料的 為了達(dá)到超導(dǎo)狀態(tài)的足夠低的溫度例如在67 K和110 K之間。相應(yīng)的超導(dǎo)體稱 為高溫超導(dǎo)體。適宜的冷卻劑例如是氮、氦、氖和氫，或者這些分別處于液體 狀態(tài)的材料的混合物。
開始部分提到的US-A-5 739 086描述了制造高溫超導(dǎo)體的各種方法。在 BSCCO超導(dǎo)體的情況下，把BSCCO材料例如以粉末狀裝入一根銀管中并且密 封。通過該管的機(jī)械變形和隨后熱處理(退火)達(dá)到超導(dǎo)狀態(tài)。在YBCO超導(dǎo)
如由金屬組成的作為襯底的雙軸織構(gòu)化帶上首先疊置一個(gè)同樣由金屬組成的緩 沖層，在該緩沖層上接著涂敷YBCO材料。該襯底例如由鎳、銅或鐵或者合金 組成。對(duì)于緩沖層例如使用銅或銀。YBCO材料最后同樣通過熱處理而被帶入 超導(dǎo)狀態(tài)。這樣制造的超導(dǎo)體如已經(jīng)提到的可以有利地用于電纜以及電動(dòng)機(jī)和 ^磁鐵的繞組。但是，在此由于它的帶狀結(jié)構(gòu)只能在一個(gè)方向上彎曲。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，這樣改進(jìn)在開始部分提到的方法，從而獲 得容易加工的基于YBCO的超導(dǎo)體。
根據(jù)本發(fā)明，該技術(shù)問題是如下解決的，- 一個(gè)作為帶提供的、被織構(gòu)化了的金屬襯底首先在其縱向上圍繞一個(gè)被 拉長的具有圓形橫截面的金屬支撐體形成一個(gè)裂縫管，其帶有在縱向上延伸的、 在縫隙處彼此相鄰的邊緣，
-裂縫管接著通過縫隙的焊接而被閉合，
-之后拉伸閉合管直到貼在支撐體上，
-然后圍繞管設(shè)置由超導(dǎo)性YBCO材料組成的層，和 -最后執(zhí)行熱處理。
利用這種方法制造了可轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)狀態(tài)的電導(dǎo)體，其可以按照與常規(guī)線狀 導(dǎo)體同樣的方式被加工。在彎曲導(dǎo)體時(shí)不再需要特別的方向。因此它特別適宜 制造電動(dòng)機(jī)和磁鐵的繞組，但是在使用常規(guī)設(shè)備的情況下也用于構(gòu)造電纜。


根據(jù)附圖作為實(shí)施例解釋本發(fā)明的方法。附圖中 圖1示意地示出用于執(zhí)行本發(fā)明的方法的裝置。
圖2至圖5按照放大圖的形式示出圖1中沿線II-II至V-V的截面圖。 圖6示出通過可利用本發(fā)明方法制造的超導(dǎo)體的橫截面。
具體實(shí)施例方式
1表示一個(gè)金屬支撐體，其可以實(shí)施為條、索、或者管。它優(yōu)選由鋼組成 并且也能夠起到要制造的超導(dǎo)體的抗拉中心元件的作用。支撐體1優(yōu)選具有在 0.5 mm和3.0 mm之間的外徑。
圍繞支撐體1用一個(gè)作為帶2提供的、通過預(yù)處理已經(jīng)被織構(gòu)化了的金屬 襯底形成一個(gè)裂縫管3，它有利地盡可能接近支撐體1。它的在縱向延伸的邊緣 彼此在一個(gè)首先還開啟的縫4處相鄰。在這種情況下，將帶2從一個(gè)巻筒5拔 出，并在一個(gè)通過輥6表示的變形設(shè)備內(nèi)形成裂縫管3。其例如由鎳、銅或鐵 或者合金組成。帶2已經(jīng)在預(yù)處理階^殳例如^皮賦予一個(gè)雙軸織構(gòu)(biaxiale Textur )。其優(yōu)選具有在50fxm和150(xm之間的厚度。
支撐體1和裂縫管3優(yōu)選連續(xù)地在箭頭7的方向上運(yùn)動(dòng)。在此，裂縫管3 的縫4在接著的處理過程中在焊接設(shè)備8處被焊接，以便產(chǎn)生一個(gè)通過一個(gè)焊 縫閉合的管9。焊接設(shè)備8可以任意地實(shí)現(xiàn)。有利的是在保護(hù)氣體下按照鎢惰
性氣體(WIG)或者金屬惰性氣體(MIG)方法執(zhí)行焊接或者用激光束執(zhí)行焊 接。也可以使用利用燒蝕的電極的焊接方法。閉合管9之后在一個(gè)牽拉設(shè)備10 中被盡可能地減小直徑，直到它貼在支撐體l上。相應(yīng)的元件從圖4看出。
這樣產(chǎn)生的圓形元件接著在設(shè)備11中周圍被提供由YBCO材料組成的層 12，它的厚度可以有利地在1 iam和5 pm之間。這可以用公知的方法產(chǎn)生，例 如PVD方法(物理汽相淀積)或者CVD方法(化學(xué)汽相淀積)或者CSD方法 (化學(xué)溶液淀積)。這樣，在設(shè)備11之后出現(xiàn)一個(gè)完成的、用超導(dǎo)材料YBCO 涂層的導(dǎo)體13 (圖5 ),該導(dǎo)體最后在設(shè)備14中為實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)性能而經(jīng)受熱處理， 優(yōu)選為被退火。這點(diǎn)可以有利地在從700。C到800。C的溫度下執(zhí)行。
為了另外保護(hù)通過帶2或者管9實(shí)現(xiàn)的襯底，可以在YBCO涂層前在其上 淀積一個(gè)厚度從例如100 nm到200 nm的環(huán)繞封閉緩沖層15，其例如由陶瓷組 成。適宜的材料例如是氧化鈰或者氧化鑭鋯。緩沖層15可以用與為YBCO層 12給出的方法同樣的涂層方法涂敷。在緩沖層15上然后如上述設(shè)置YBCO層 12并且接著在設(shè)備14中進(jìn)行熱處理。在圖6中示出了一個(gè)通過相應(yīng)完善的超 導(dǎo)體16的橫截面。
權(quán)利要求
1.一種用于制造超導(dǎo)性電導(dǎo)體的方法，其中在織構(gòu)化了的金屬襯底上作為超導(dǎo)材料設(shè)置由釔-鋇-銅氧化物(YBCO)組成的層并經(jīng)受熱處理，其特征在于，-一個(gè)作為帶(2)提供的、織構(gòu)化了的金屬襯底首先在其縱向上圍繞一個(gè)被拉長的具有圓形橫截面的金屬支撐體(1)形成一個(gè)裂縫管(3)，該裂縫管帶有在縱向上延伸的、在縫隙(4)處彼此相鄰的邊緣，-所述裂縫管(3)接著通過該縫隙(4)的焊接而被閉合，-之后拉伸閉合管(9)直到貼在所述支撐體(1)上，-然后圍繞該管(9)設(shè)置一個(gè)由超導(dǎo)性YBCO材料組成的層(12)，和-最后執(zhí)行熱處理。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在設(shè)置由YBCO材料組成 的層(12 )之前在所述管(9 )上設(shè)置一個(gè)由金屬材料組成的周圍閉合的緩沖層(15)。
3. —種利用根據(jù)權(quán)利要求1的方法制造的、具有作為超導(dǎo)材料的YBCO 材料的超導(dǎo)性電導(dǎo)體，其特征在于，圍繞具有圓形橫截面的金屬支撐體(l)設(shè) 置一個(gè)用織構(gòu)化了的金屬材料組成的閉合管(9 )，該閉合管周圍由一個(gè)由YBCO 材料組成的層(12)包圍。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的導(dǎo)體，其特征在于，在所述管(9)和YBCO層 (12 )之間設(shè)置有一個(gè)金屬緩沖層(15 )。
全文摘要
提供了一種用于制造超導(dǎo)性電導(dǎo)體的方法，其中在織構(gòu)化了的金屬襯底上作為超導(dǎo)材料設(shè)置由釔-鋇-銅氧化物(YBCO)組成的層并經(jīng)受熱處理。為制造線狀導(dǎo)體，作為帶(2)提供的、被織構(gòu)化了的金屬襯底首先在其縱向上圍繞一個(gè)被拉長的具有圓形橫截面的金屬支撐體(1)形成一個(gè)裂縫管(3)，其帶有在縱向上延伸的、在縫隙(4)處彼此相鄰的邊緣。裂縫管(3)接著通過縫隙(4)的焊接而被閉合，之后拉伸閉合管(9)直到貼在支撐體(1)上。然后圍繞管(9)設(shè)置一個(gè)由超導(dǎo)性YBCO材料組成的層(12)，最后執(zhí)行熱處理。
文檔編號(hào)H01L39/24GK101192643SQ20071030075
公開日2008年6月4日 申請(qǐng)日期2007年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月27日
發(fā)明者克勞斯·波徹, 克勞斯-弗里德里克·西昂, 德克·伊斯福特, 阿諾·阿萊斯 申請(qǐng)人:尼克桑斯公司