DE4234312A1 - Prodn. of resistive current limiter/switching element - using strip of non-superconducting metal or non-conductor-metal compsn. in contact with a superconductor - Google Patents

Prodn. of resistive current limiter/switching element - using strip of non-superconducting metal or non-conductor-metal compsn. in contact with a superconductor

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Abstract

Prodn. of a resistive current limiter or switching element based on a superconductor (3), in which the superconductor is in contact with an electrically conducting metal, comprises: (i) using at least one strip (5,6) of non-superconducting metal (5) or a non-conductor-metal compsn. (5,6) in at least one coil in a molten mould or disk (1). This strip (5,6) forms bars (2); (ii) applying in the disk (1) non-molten powdered starting material of a high temp. superconductor (3); (iii) partially melting or hot pressing the powdered starting material in the disk (1), followed by sintering; and (iv) calcining in an O2-contg. atmosphere. ADVANTAGE - Element has good thermal and mechanical stability.

Description

Technisches GebietTechnical field

Bei der Erfindung wird ausgegangen von einem Verfahren zur Herstellung eines resistiven Strombegrenzers oder Schaltelementes auf der Basis eines Supraleiters nach dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 9.The invention is based on a method for Manufacture of a resistive current limiter or Switching element based on a superconductor Preamble of claims 1 and 9.

Stand der TechnikState of the art

Mit dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 9 nimmt die Erfindung auf einen Stand der Technik Bezug, wie er durch K. E. Gray und D. E. Fowler, J. Appl. Phys. 49 (4), April 1978, S. 2546-2555, bekannt ist. Dort wird ein Verfahren zur Herstellung eines supraleitenden Strombegrenzers angegeben, der bei der Temperatur des flüssigen Heliums betrieben wird, was teuer und aufwendig ist. Der Supraleiter steht mit einem nicht supraleitenden Metall in engem Kontakt und ist spiralförmig angeordnet.With the preamble of claims 1 and 9 takes Invention related to a prior art as provided by K.E. Gray and D.E. Fowler, J. Appl. Phys. 49 (4), April 1978, pp. 2546-2555. There is a procedure for the production of a superconducting current limiter specified the at the temperature of the liquid helium is operated, which is expensive and complex. Of the Superconductor is in a non-superconducting metal close contact and is arranged in a spiral.

Bei derartigen Strombegrenzern, basierend auf Supraleitern, wird von dem Übergang vom supraleitenden zum normalleitenden Zustand Gebrauch gemacht. Dieser Übergang kann durch ein Überschreiten der kritischen Werte für Strom und/oder Magnetfeld geschehen, wobei es besonders günstig ist, wenn dadurch eine Erwärmung auf eine Temperatur oberhalb der kritischen Übergangstemperatur Tc erreicht wird (thermisches Quenchen). Bei der rein resistiven Strombegrenzung ist der Supraleiter in Reihe zwischen einem Erzeuger und einem Verbraucher geschaltet. Er muß so dimensioniert sein, daß er unter normalen Betriebsbedingungen keine ohmschen Verluste hat, d. h., der fließende Strom muß kleiner als der kritische Strom sein. Wenn sich in einem Fehlerfall der Strom über den kritischen Strom erhöht, setzen sofort ohmsche Verluste ein, und der Supraleiter heizt sich innerhalb von 100 ms auf eine Temperatur oberhalb der kritischen Übergangstemperatur Tc auf. (Bei Hochtemperatursupraleitern liegt der spezifische Normalwiderstand in der Größenordnung von 1 mΩcm.)In such current limiters based on superconductors, use is made of the transition from the superconducting to the normally conducting state. This transition can take place by exceeding the critical values for current and / or magnetic field, it being particularly advantageous if it heats up to a temperature above the critical transition temperature T c (thermal quenching). In the case of purely resistive current limitation, the superconductor is connected in series between a generator and a consumer. It must be dimensioned in such a way that it has no ohmic losses under normal operating conditions, ie the current flowing must be less than the critical current. If the current rises above the critical current in the event of a fault, ohmic losses begin immediately, and the superconductor heats up to a temperature above the critical transition temperature T c within 100 ms. (With high-temperature superconductors, the specific normal resistance is on the order of 1 mΩcm.)

Die Begrenzungswirkung dieses Bauteiles steigt proportional zum Normalwiderstand des Supraleiters und somit proportional zu seiner Länge, bei gegebenem Querschnitt und spezifischem Normalwiderstand.The limiting effect of this component increases proportionally to the normal resistance of the superconductor and thus proportional to its length, given cross section and specific normal resistance.

Von entscheidender Wichtigkeit ist, daß das sog. Quenchen bzw. Überhitzen möglichst gleichmäßig über die gesamte Länge des Begrenzers erfolgt, da lokale Überhitzungen zur thermischen Zerstörung des Leiters führen. Das Problem der lokalen Überhitzung ist schon von den klassischen Supraleitern her bekannt. Man begegnet ihm dadurch, daß parallel zum Supraleiter ein metallischer Widerstand geschaltet wird. Dieser Leiter hat einen Widerstand, der wesentlich kleiner ist als der des Supraleiters im normalleitenden Zustand. Zusätzlich besitzt er auch eine gute Wärmeleitfähigkeit und eine hohe spezifische Wärme. Im Falle einer plötzlichen Temperaturerhöhung übernimmt dieser Leiter im wesentlichen den Stromtransport und die Wärmeabfuhr. Er dient sowohl als elektrischer als auch als thermischer Stabilisator.It is of crucial importance that the so-called quenching or overheating as evenly as possible over the entire Length of the limiter occurs because of local overheating thermal destruction of the conductor. The problem of local overheating is already classic Superconductors known. You meet him by the fact that a metallic resistor parallel to the superconductor is switched. This conductor has a resistance that is significantly smaller than that of the superconductor in normal conducting state. He also has one good thermal conductivity and high specific heat. in the In the event of a sudden temperature increase, this takes over Conductor essentially the electricity transport and the Heat dissipation. It serves as both electrical and as thermal stabilizer.

Bei Drähten und Bandleitern auf HTSL-Basis ist diese Stabilisierung durch den Silbermantel gegeben, von welchem die Leiter auf Grund des üblichen Herstellungsverfahrens umgeben sind.This is the case for wires and strip conductors based on HTSL Stabilization given by the silver mantle, of which the ladder based on the usual manufacturing process are surrounded.

Aus der EP-A1-0 842 221 ist ein Verfahren zum Herstellen eines keramischen Hochtemperatursupraleiters vom Typ Bi-Sr- Ca-Cu-O bekannt, bei dem das Verhältnis von Bi : Sr : Ca : Cu bei (2-x) : 2 : (1+v) : (2+w) liegt, 0,05 x 0,6; 0 < v 0,5 und 0 < w 0,5. Oxide von Bi und Cu sowie Karbonate von Ca und Sr werden unterhalb der Schmelztemperatur, vorzugsweise bei 800°C, in eine Bi-2Schichtverbindung umgewandelt. Dann wird die Pulvermischung in eine gewünschte Form gepreßt und wenige Grad oberhalb der Schmelztemperatur 1 h unter 1 bar O2 erschmolzen. Nach dem Erstarren liegt das Material im wesentlichen als Bi-1Schichtverbindung vor. In einem 2Stufenprozeß (13 h bei 860°C unter 1 bar O2 und 60 h bei 800°C in Luft) wird das Material nachbehandelt und in die Bi-2Schichtverbindung umgewandelt. Das anschließende Abkühlen erfolgte unterhalb 700°C in einer N2-Atmosphäre. Ohne Magnetfeld liegt die kritische Stromdichte jc bei 1,6 kA/cm2. Mit x = 0,05 und einer Nachbehandlung von 18 h bei 800°C wurde jc (B = 0) = 2,12 kA/cm2 gemessen.EP-A1-0 842 221 discloses a method for producing a ceramic high-temperature superconductor of the Bi-Sr-Ca-Cu-O type, in which the ratio of Bi: Sr: Ca: Cu at (2-x): 2 : (1 + v): (2 + w) is 0.05 x 0.6; 0 <v 0.5 and 0 <w 0.5. Oxides of Bi and Cu and carbonates of Ca and Sr are converted into a Bi-2-layer compound below the melting temperature, preferably at 800 ° C. Then the powder mixture is pressed into a desired shape and melted a few degrees above the melting temperature for 1 h under 1 bar O 2 . After solidification, the material is essentially a bi-1-layer connection. The material is post-treated in a 2-stage process (13 h at 860 ° C under 1 bar O 2 and 60 h at 800 ° C in air) and converted into the bi-2-layer compound. The subsequent cooling was carried out below 700 ° C in an N 2 atmosphere. Without a magnetic field, the critical current density j c is 1.6 kA / cm 2 . With x = 0.05 and a post-treatment of 18 h at 800 ° C, j c (B = 0) = 2.12 kA / cm 2 was measured.

Aus der EP-A2-0 351 844 ist es bekannt, einen Hochtemperatursupraleiter vom Typ Bi-Sr-Ca-Cu-O mit einer Sprungtemperatur von 94 K und einer kritischen Stromdichte von 2 kA/cm2 herzustellen. Nach einer 30minütigen Hitzebehandlung in Sauerstoffatmosphäre bei 900°C wurde für 10 min auf 920°C erhitzt und anschließend 6 h bei 880°C geglüht. Danach wurde mit einer Abkühlgeschwindigkeit von 2 K/min auf 600°C abgekühlt, anschließend in Stickstoffatmosphäre bis Zimmertemperatur.From EP-A2-0 351 844 it is known to produce a high-temperature superconductor of the Bi-Sr-Ca-Cu-O type with a transition temperature of 94 K and a critical current density of 2 kA / cm 2 . After a 30-minute heat treatment in an oxygen atmosphere at 900 ° C., the mixture was heated to 920 ° C. for 10 minutes and then annealed at 880 ° C. for 6 hours. The mixture was then cooled to 600 ° C. at a cooling rate of 2 K / min, then in a nitrogen atmosphere to room temperature.

Durch Jun-ichiro Kase et al., Partial Melt Growth Process of Bi2Sr2Ca1Cu2Ox Textured Tapes on Silver, Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 29, No. 7, July 1990, S. L1096-L1099, ist es bekannt, bei einer Temperatur von 77 K ohne äußeres Magnetfeld eine kritischen Stromdichte jc von 13 kA/cm2 für orientierte Dickfilme zu erreichen.By Jun-ichiro Kase et al., Partial Melt Growth Process of Bi 2 Sr 2 Ca 1 Cu 2 O x Textured Tapes on Silver, Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 29, No. 7, July 1990, pp. L1096-L1099, it is known to achieve a critical current density j c of 13 kA / cm 2 for oriented thick films at a temperature of 77 K without an external magnetic field.

Wie bei dem Verfahren nach der o. g. EP-A2-0 351 844 wird auch hier das Pulver, gepreßt oder geschüttet, auf eine plane Unterlage, vorzugsweise aus Silber, aufgebracht. Im partiell geschmolzenen Zustand wird das Pulver zu einem kompakten Körper oder Film verdichtet.As with the procedure according to the above. EP-A2-0 351 844 here, too, the powder, pressed or poured, onto a flat base, preferably made of silver, applied. in the  partially melted, the powder becomes one compact body or film compacted.

Aus dem Artikel von G. Triscone et al., Variation of the superconducting properties of Bi2Sr2CaCu2O8+x with oxygen content, Physica C 176 (1991), S. 247-256, insbesondere aus Fig. 1 auf S. 248, ist es bekannt, wie die Sprungtemperatur vom Sauerstoffpartialdruck beim Glühen und von der Temperatur nach dem Abkühlen aus der Schmelze (Temperatur des 1. Langzeitglühens) abhängt.From the article by G. Triscone et al., Variation of the superconducting properties of Bi 2 Sr 2 CaCu 2 O 8 + x with oxygen content, Physica C 176 (1991), pp. 247-256, in particular from FIG. 1 P. 248, it is known how the transition temperature depends on the oxygen partial pressure during annealing and on the temperature after cooling from the melt (temperature of the first long-term annealing).

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Die Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen 1 und 9 definiert ist, löst die Aufgabe, Verfahren zur Herstellung eines resistiven Strombegrenzers oder Schaltelementes auf der Basis eines Supraleiters der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß ein gleichmäßiger Temperaturanstieg über die gesamte Länge gewährleistet und gleichzeitig ein Betrieb bei Temperaturen des flüssigen Stickstoffes möglich sind.The invention as set out in claims 1 and 9 is defined, solves the task of manufacturing processes a resistive current limiter or switching element the basis of a superconductor of the type mentioned at the beginning develop in such a way that a uniform Guaranteed temperature rise over the entire length and at the same time an operation at temperatures of the liquid Nitrogen are possible.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß mit wenig Prozeßschritten ein Element mit guter thermischer und mechanischer Stabilität erreicht wird.An advantage of the invention is that with little Process steps an element with good thermal and mechanical stability is achieved.

Außer einer hohen Stromdichte zeigen die erfindungsgemäß hergestellten Strombegrenzer oder Schaltelemente Rißfreiheit und eine gute Homogenität in der kritischen Stromdichte.In addition to a high current density, the show according to the invention manufactured current limiters or switching elements Freedom from cracks and good homogeneity in the critical Current density.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei­ spielen erläutert. Es zeigen:The invention is illustrated below with reference to embodiments play explained. Show it:

Fig. 1 ein gefalztes Silberband, Fig. 1 a folded silver ribbon,

Fig. 2 ein Walzen eines Silberbandes gemäß Fig. 1, in welches ein Kupferband eingelegt ist, Fig. 2 shows a roll of a silver tape according to Fig. 1, in which a copper strip is inserted,

Fig. 3 einen Querschnitt durch ein gemäß Fig. 2 gewalztes Silberband, Fig. 3 shows a cross-section rolled by a in FIG. 2 silver ribbon,

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Ronde mit eingelegten Stegen aus gewalztem Silberband gemäß Fig. 2, Fig. 4 shows a cross section through a blank of rolled webs with inlaid silver tape according to Fig. 2,

Fig. 5 einen vergrößerten Ausschnitt einer Ronde gemäß Fig. 4 mit eingefülltem Hochtemperatursupraleiter, Fig. 5 shows an enlarged detail of a blank according to Fig. 4 with eingefülltem high-temperature superconductor,

Fig. 6 einen Strombegrenzer, der aus einer Ronde gemäß Fig. 5 durch Abschleifen von oben und unten entstanden ist, Fig. 6 is a current limiter which is composed of a blank according to Fig. 5 by grinding from the top and formed below

Fig. 7 eine Draufsicht auf einen spiralförmigen Strombegrenzer gemäß Fig. 6 und Fig. 7 is a plan view of a spiral current limiter of FIG. 6 and

Fig. 8 ein Flußdiagramm zur Herstellung eines Strombegrenzers gemäß Fig. 5. FIG. 8 shows a flow diagram for the production of a current limiter according to FIG. 5.

Wege zur Ausführung der ErfindungWays of Carrying Out the Invention

In Fig. 1 ist mit (5) ein in der Mitte gefalztes Metallband aus Silber bezeichnet.In Fig. 1, ( 5 ) denotes a metal band made of silver folded in the middle.

In den Falz des Metallbandes (5) wird ein Kupferband bzw. Falz-Einlageband (6) eingelegt, das nicht ganz so breit ist wie die halbe Breite des Metallbandes (5), vgl. Fig. 2. Mittels der Walzen (4) wird ein im Querschnitt in Fig. 3 gezeigtes Band (5, 6) erzeugt, das in eine Schmelzform bzw. Ronde (1) gemäß Fig. 4 in Form einer Doppelspirale eingelegt wird und darin Stege (2) bildet. Durch die Form der Doppelspirale, vgl. auch Fig. 7, heben sich die magnetischen Felder gegenseitig auf. Resultierende Beschränkungen eines Supraleitungsstromes durch Eigenfeldeffekte und Wechselstromverluste werden weitestgehend vermieden. In the fold of the metal strip ( 5 ), a copper strip or folded insert strip ( 6 ) is inserted which is not quite as wide as half the width of the metal strip ( 5 ), cf. Fig. 2. By means of the rollers ( 4 ) a band ( 5 , 6 ) shown in cross section in Fig. 3 is produced, which is inserted into a melt mold or blank ( 1 ) according to Fig. 4 in the form of a double spiral and webs therein ( 2 ) forms. Due to the shape of the double spiral, cf. also FIG. 7, the magnetic fields cancel each other out. Resulting restrictions on a superconducting current due to self-field effects and AC losses are largely avoided.

Die Stege (2) sind zueinander und zu einem Rondenrand (1a) der Höhe (h) beabstandet. Die Ronde (1) besteht aus einem bei einer üblichen Betriebstemperatur des herzustellenden Strombegrenzers oder Schaltelementes nicht supraleitenden Metall, vorzugsweise aus einem Edelmetall oder aus einer Edelmetallegierung, insbesondere aus Silber.The webs ( 2 ) are spaced from one another and from a disk edge ( 1 a) of height (h). The round plate ( 1 ) consists of a metal which is not superconducting at a normal operating temperature of the current limiter or switching element to be produced, preferably of a noble metal or of a noble metal alloy, in particular of silver.

Das Verfahren eignet sich prinzipiell für alle Supraleiter, welche durch Aufschmelzen und eventuell anschließendes Nachglühen herstellbar sind.The method is suitable in principle for all superconductors, which by melting and possibly subsequent Afterglow can be produced.

In die Ronde (1) wird pulverförmiges Ausgangsmaterial bzw. ein Pulvergemisch mit der Zusammensetzung: TlBaSrCa2Cu3On oder Tl2Ba2CaCu2On oder Tl2Ba2Sr2Ca2Cu3On oder Bi1,84Pb0,34Sr1,91Ca2,03Cu3,06On oder Bi2+xSr2CaCu2Oy eingefüllt, mit 0 < x < 0,4; 8 y 8,3; n = je nach Material ein unterschiedlicher Wert. Diese Pulver werden aus Oxiden von Cu, Tl und Bi sowie aus Karbonaten von Ca, Sr und Ba durch Kalzinieren bei 800°C durch einen weiter unten beschriebenen Vorprozeß hergestellt.Powdery starting material or a powder mixture with the composition: TlBaSrCa 2 Cu 3 O n or Tl 2 Ba 2 CaCu 2 O n or Tl 2 Ba 2 Sr 2 Ca 2 Cu 3 O n or Bi 1.84 is placed in the round blank ( 1 ) Pb 0.34 Sr 1.91 Ca 2.03 Cu 3.06 O n or Bi 2 + x Sr 2 CaCu 2 O y filled with 0 <x <0.4; 8 y 8.3; n = a different value depending on the material. These powders are produced from oxides of Cu, Tl and Bi and from carbonates of Ca, Sr and Ba by calcining at 800 ° C by a preliminary process described below.

Anhand von Fig. 8 wird das weitere Verfahren zur Herstellung eines resistiven Strombegrenzers oder Schaltelementes auf der Basis eines Supraleiters erläutert.The further method for producing a resistive current limiter or switching element based on a superconductor is explained with reference to FIG. 8.

Bei Zimmertemperatur werden das gefalzte Band (5, 6) in Gestalt einer Doppelspirale und das pulverförmige Ausgangsmaterial für den Hochtemperatursupraleiter (3) in die Ronde (1) eingebracht, vgl. Funktionsblock (10). Anschließend wird das HTSL-Pulver bei Zimmertemperatur gepreßt, vgl. Funktionsblock (11).At room temperature, the folded tape ( 5 , 6 ) in the form of a double spiral and the powdery starting material for the high-temperature superconductor ( 3 ) are introduced into the blank ( 1 ), cf. Function block ( 10 ). The HTSL powder is then pressed at room temperature, cf. Function block ( 11 ).

Auch während der weiteren, in Funktionsblöcken (12-18) angegebenen Verfahrensschritte bleibt das zu schmelzende und geschmolzene Pulver (3) in der Schmelzform (1), wobei Heiz- und Kühlgeschwindigkeiten stets < 200 K/h gehalten werden. Daher sind Schmelzform (1) und Hochtemperatursupraleiter (3) isotherm. Somit werden starke thermische Gradienten vermieden, woraus ein dichtes, homogenes Gefüge resultiert.Remains method steps indicated to be melted, and molten powder (3) in the fusion mold (1), wherein heating and cooling rates are always kept <200 K / h - Also during the other, in function blocks (18 12). The melt mold ( 1 ) and high-temperature superconductor ( 3 ) are therefore isothermal. This avoids strong thermal gradients, which results in a dense, homogeneous structure.

Das partielle Schmelzen wird bei einer 1. Prozeßtemperatur (T1) im Bereich von Tm K T1 Tm + 10 K, vorzugsweise in einem Temperaturbereich von Tm K T1 Tm + 6 K während einer 1. Prozeßdauer (D1) in einem Bereich von 5 min D1 3 h, vorzugsweise in einem Bereich von 9 min D1 1,5 h bei einem Sauerstoffpartialdruck p(O2) 0,8 bar durchgeführt; Tm = Schmelztemperatur, vgl. Funktionsblock (12). Wenn die Schmelztemperatur des pulverförmigen Ausgangsmaterials mit zunehmender Schmelzdauer sinkt, dann wird die Ofentemperatur entsprechend gesenkt. Das partielle Schmelzen des Pulvers (8) erfolgt bei ca. 880°C-910°C.The partial melting takes place at a 1st process temperature (T1) in the range of T m K T1 T m + 10 K, preferably in a temperature range of T m K T1 T m + 6 K during a 1st process duration (D1) of 5 min D1 3 h, preferably in a range of 9 min D1 1.5 h at an oxygen partial pressure p (O 2 ) 0.8 bar; T m = melting temperature, cf. Function block ( 12 ). If the melting temperature of the powdered starting material decreases with increasing melting time, then the furnace temperature is reduced accordingly. The partial melting of the powder ( 8 ) takes place at approx. 880 ° C-910 ° C.

Anschließend wird die Probe gemäß Funktionsblock (13) bei einem Sauerstoffpartialdruck p(O2) 0,8 bar mit einer Abkühlgeschwindigkeit (-dT/dt) von 8 K/h -dT/dt 70 K/h auf eine 2. Prozeßtemperatur (T2) eines nachfolgenden 1. Langzeitglühens abgekühlt.The sample is then, according to function block ( 13 ), at an oxygen partial pressure p (O 2 ) 0.8 bar with a cooling rate (-dT / dt) of 8 K / h -dT / dt 70 K / h to a second process temperature (T2 ) of a subsequent 1st long-term annealing cooled.

Das 1. Langzeitglühen gemäß Funktionsblock (14) erfolgt bei einem Sauerstoffpartialdruck p(O2) 0,8 bar bei der 2. Prozeßtemperatur (T2) in einem Temperaturbereich von 830°C T2 870°C, vorzugsweise in einem Temperaturbereich von 840°C T2 850°C während einer 2. Prozeßdauer (D2) in einem Zeitdauerbereich von 10 h D2 60 h, vorzugsweise in einem Bereich von 20 h D2 40 h.The 1st long-term annealing according to function block ( 14 ) takes place at an oxygen partial pressure p (O 2 ) 0.8 bar at the 2nd process temperature (T2) in a temperature range of 830 ° C T2 870 ° C, preferably in a temperature range of 840 ° C T2 850 ° C during a second process duration (D2) in a time period of 10 h D2 60 h, preferably in a range of 20 h D2 40 h.

Ein anschließendes 2. Langzeitglühen gemäß Funktionsblock (15) erfolgt bei einem Sauerstoffpartialdruck p(O2) in einem Druckbereich von 0,2 bar p(O2) 0,5 bar bei der 3. Prozeßtemperatur (T3) in einem Temperaturbereich von 750°C T3 820°C, vorzugsweise in einem Temperaturbereich von 780°C T3 820°C während einer 3. Prozeßdauer (D3) in einem Zeitdauerbereich von 10 h D3 400 h, vorzugsweise in einem Zeitdauerbereich von 20 h D3 200 h.A subsequent 2nd long-term annealing according to function block ( 15 ) takes place at an oxygen partial pressure p (O 2 ) in a pressure range of 0.2 bar p (O 2 ) 0.5 bar at the 3rd process temperature (T3) in a temperature range of 750 ° C T3 820 ° C, preferably in a temperature range of 780 ° C T3 820 ° C during a 3rd process time (D3) in a time period of 10 h D3 400 h, preferably in a time period of 20 h D3 200 h.

Danach wird abgekühlt, vgl. Funktionsblock (15), mit einer Abkühlgeschwindigkeit -dT/dt = 100 K/h ± 20 K/h, wobei das Abkühlen bei Temperaturen (T) 600°C in einer Inertgasatmosphäre, vorzugsweise in Stickstoffatmosphäre durchgeführt wird.Then it is cooled, cf. Function block ( 15 ) with a cooling rate -dT / dt = 100 K / h ± 20 K / h, the cooling being carried out at temperatures (T) 600 ° C. in an inert gas atmosphere, preferably in a nitrogen atmosphere.

Anschließend erfolgt gemäß Funktionsblock (17) ein 3. Langzeitglühen bei einem Sauerstoffpartialdruck p(O2) in einem Druckbereich von 0,1 bar p(O2) 0,2 bar bei einer 4. Prozeßtemperatur (T4) in einem Temperaturbereich von 760°C T4 800°C, vorzugsweise in einem Temperaturbereich von 770°C T4 790°C während einer 4. Prozeßdauer (D4) in einem Zeitdauerbereich von 100 h D4 130 h, vorzugsweise in einem Zeitdauerbereich von 115 h D4 125 h.Subsequently, according to function block ( 17 ), there is a 3rd long-term annealing at an oxygen partial pressure p (O 2 ) in a pressure range of 0.1 bar p (O 2 ) 0.2 bar at a 4th process temperature (T4) in a temperature range of 760 ° C T4 800 ° C, preferably in a temperature range of 770 ° C T4 790 ° C during a 4th process time (D4) in a time period of 100 h D4 130 h, preferably in a time period of 115 h D4 125 h.

Das nachfolgende Abkühlen im Funktionsblock (18) erfolgt gleich demjenigen gemäß Funktionsblock (16).The subsequent cooling in the function block ( 18 ) is the same as that in the function block ( 16 ).

Zur Erzeugung von Hochtemperatursupraleitern wurden in einem Vorprozeß Pulvermischungen aus Bi2O3, SrCO3, CaCO3 und CuO mit einem Verhältnis Bi : Sr : Ca : Cu = 2 : 2 : 1 : 2 hergestellt. Diese Mischungen wurden bei 800°C 16 h geglüht, danach gemahlen, nochmals geglüht und aufgemahlen. Das erhaltene Pulver hatte eine Korngröße von < 50 µm.To produce high-temperature superconductors, powder mixtures of Bi 2 O 3 , SrCO 3 , CaCO 3 and CuO with a ratio Bi: Sr: Ca: Cu = 2: 2: 1: 2 were produced in a preliminary process. These mixtures were annealed at 800 ° C. for 16 h, then milled, annealed again and milled. The powder obtained had a grain size of <50 microns.

Durch diese Wärmebehandlung ist aus dem HTSL-Pulver ein zusammenhängender Hochtemperatursupraleiter (3) entstanden. Gleichzeitig wurde das Kupferband (6) zu CuO oxydiert, d. h. zu einem elektrisch isolierenden Band.This heat treatment resulted in a coherent high-temperature superconductor ( 3 ) from the HTSL powder. At the same time, the copper tape ( 6 ) was oxidized to CuO, ie to an electrically insulating tape.

Diese in Fig. 5 ausschnittsweise dargestellte Struktur wird von oben bis zu einer oberen Schnittfläche (7) und von unten bis zu einer unteren bzw. bodenseitigen Schnittfläche (8) abgeschliffen, so daß eine in Fig. 6 gezeigte Struktur des erzeugten Strombegrenzers bzw. Schaltelementes resultiert. Diese Sandwichstruktur hat eine Schichtenfolge: Rondenrand (1a), Hochtemperatursupraleiter (3), Metallband (5), Isolator (6), Metallband (5), Hochtemperatursupraleiter (3), . . . Rondenrand (1a), wobei der hintere Rondenrand (1a) nur aus Fig. 4 ersichtlich ist.This structure shown in detail in FIG. 5 is ground from above to an upper cutting surface ( 7 ) and from below to a lower or bottom cutting surface ( 8 ), so that a structure of the current limiter or switching element shown in FIG. 6 is ground results. This sandwich structure has a layer sequence: round edge ( 1 a), high-temperature superconductor ( 3 ), metal strip ( 5 ), insulator ( 6 ), metal strip ( 5 ), high-temperature superconductor ( 3 ),. . . Blank edge ( 1 a), the rear blank edge ( 1 a) being only visible from FIG. 4.

Fig. 7 zeigt eine Draufsicht auf einen Strombegrenzer gemäß Fig. 6 mit elektrischen Anschlußkontakten (2a, 2b). Fig. 7 shows a plan view of a current limiter according to FIG. 6 with electrical connection contacts ( 2 a, 2 b).

Wichtig ist, daß die Stege (2) aus einem Material bestehen, das die Eigenschaften des Supraleiters bei hohen Temperaturen nicht beeinträchtigt, so daß die gesamte Struktur in der Ronde (1) geschmolzen und gesintert werden kann. Das fertige Bauteil besteht somit aus einer Platte von fest miteinander verbunden Materialien, ohne irgendwelche Einschnitte.It is important that the webs ( 2 ) consist of a material that does not impair the properties of the superconductor at high temperatures, so that the entire structure in the round blank ( 1 ) can be melted and sintered. The finished component thus consists of a plate of firmly connected materials, without any incisions.

Vorteilhafterweise besteht der Steg (2) aus einer Sandwichstruktur Metall-Isolator-Metall. Dadurch sind sowohl die thermische Stabilisierung der Supraleiterstege als auch die elektrische Querleitungentkopplung gegeben. Als Metalle kommen vor allem Edelmetalle und Edelmetallegierungen in Frage; als Isolatoren anorganische Dielektrika, die thermisch stabil und chemisch inert gegenüber dem Metall sind. Beispiele dafür sind die gängigen Hochtemperatur-Keramikmaterialien, wie Al2O3, MgO, aber auch Oxide, wie CuO und NiO, die sich aus den Metallen während der o. g. Wärmebehandlung bilden.The web ( 2 ) advantageously consists of a sandwich structure of metal-insulator-metal. This provides both thermal stabilization of the superconductor webs and electrical cross-line decoupling. Precious metals and precious metal alloys are particularly suitable as metals; as insulators, inorganic dielectrics that are thermally stable and chemically inert to the metal. Examples of this are the common high-temperature ceramic materials, such as Al 2 O 3 , MgO, but also oxides, such as CuO and NiO, which form from the metals during the above-mentioned heat treatment.

Als Supraleitermaterial kann jede HTSC-Substanz verwendet werden, deren Schmelz- und Sintertemperatur unterhalb des Schmelzpunktes des verwendeten Metalles liegt und die mit dem Metall nicht oder nur wenig reagiert. Mögliche Materialkombinationen sind z. B. YBa2Cu3On mit Ag-Pd, YBa2Cu3On mit Au, Bi2Sr2Ca2Cu2On oder Bi2Sr2Ca2Cu3On mit Ag, Tl2Ba2CaCu2On oder Tl2Ba2Sr2Ca2Cu3On mit Pt, wobei n für jedes Material verschiedene Werte hat.Any HTSC substance can be used as the superconductor material, the melting and sintering temperature of which is below the melting point of the metal used and which does not or only slightly reacts with the metal. Possible material combinations are e.g. B. YBa 2 Cu 3 O n with Ag-Pd, YBa 2 Cu 3 O n with Au, Bi 2 Sr 2 Ca 2 Cu 2 O n or Bi 2 Sr 2 Ca 2 Cu 3 O n with Ag, Tl 2 Ba 2 CaCu 2 O n or Tl 2 Ba 2 Sr 2 Ca 2 Cu 3 O n with Pt, where n has different values for each material.

In einer anderen Ausführung wird der Supraleiter als biegsame Schicht auf den Steg (2) aufgebracht. Anschließend werden eine Lage oder mehrere Lagen dieses Verbundsystems Supraleiter-Metall-Isolator-Metall fest zu einer Spirale gewickelt und der o. g. Glühbehandlung unterworfen. Die Supraleiterschicht kann z. B. mittels eines Skalpells oder durch Plasmaspritzen aufgebracht werden. Mit diesen Verfahren können leicht Schichtdicken unterhalb 200 µm hergestellt werden. Derartige Schichten von YBa2Cu3On oder Supraleitermaterial auf Bi-Basis wachsen bekanntermaßen orientiert auf Silbersubstrat auf, wodurch die Stromdichte des Supraleiters wesentlich verbessert wird gegenüber derjenigen von unorientiertem Material.In another embodiment, the superconductor is applied to the web ( 2 ) as a flexible layer. Then one or more layers of this superconductor-metal-insulator-metal composite system are wound tightly into a spiral and subjected to the above-mentioned annealing treatment. The superconductor layer can e.g. B. be applied by means of a scalpel or by plasma spraying. With these processes, layer thicknesses below 200 µm can easily be produced. Such layers of YBa 2 Cu 3 O n or bi-based superconductor material are known to grow oriented on silver substrate, as a result of which the current density of the superconductor is significantly improved compared to that of unoriented material.

Beispiel 1example 1

Entsprechend Fig. 4 werden in eine Ronde (1) aus Silber mit einem Durchmesser von 100 mm und einer Randhöhe (h) des Rondenrandes (1a) von 8 mm 2 Stegstreifen (2) von ca. 2 m Länge und 5 mm Höhe derart eingelegt, daß daraus eine Doppelspiralstruktur mit ca. 2 mm-4 mm Zwischenraum entsteht. Die so entstandene Struktur wird mit Pulver der Zusammensetzung Bi2Sr2Ca2Cu2On bis zum Rand gefüllt. Anschließend wird das Pulver gepreßt. Einen kompakten Körper mit guten supraleitenden Eigenschaften erhält man durch partielles Aufschmelzen bei 890°C-940°C und anschließendes Glühen bei 750°C-850°C in sauerstoffreicher Atmosphäre. Anschließend werden die Ober- und Unterseite des Bauteiles abgeschliffen, bis die Supraleiterspirale (3) und die Stegstruktur (2) aus Ag und CuO erscheint, vgl. Fig. 7.According to Fig. 4 are mm in a round blank (1) made of silver with a diameter of 100 and an edge height (h) of the blank edge (1 a) of 8 mm 2 ridge stripe (2) of about 2 m in length and 5 mm height in such a way inserted that this creates a double spiral structure with a space of approximately 2 mm-4 mm. The resulting structure is filled to the brim with powder of the composition Bi 2 Sr 2 Ca 2 Cu 2 O n . The powder is then pressed. A compact body with good superconducting properties is obtained by partial melting at 890 ° C-940 ° C and subsequent annealing at 750 ° C-850 ° C in an oxygen-rich atmosphere. Then the top and bottom of the component are ground down until the superconductor spiral ( 3 ) and the web structure ( 2 ) made of Ag and CuO appear, cf. Fig. 7.

Der Steg (2) wird gemäß den Fig. 1-3 folgendermaßen hergestellt: ein Silberband (5) mit einer Breite von 15 mm wird der Länge nach in der Mitte gefalzt. In dieses Metallband (5) wird ein dünnes Kupferband (6) mit einer Breite von 5 mm eingelegt. Anschließend werden die beiden Bänder (5, 6) gewalzt. Dadurch erhält man ein schmales Silberband mit Kupferkern (2). Infolge der guten Sauerstoffdiffusion in Silber wird dieser Kern bei hohen Temperaturen zu isolierendem CuO durchoxydiert.The web ( 2 ) is produced as shown in FIGS. 1-3 as follows: a silver band ( 5 ) with a width of 15 mm is folded lengthways in the middle. A thin copper strip ( 6 ) with a width of 5 mm is inserted into this metal strip ( 5 ). The two strips ( 5 , 6 ) are then rolled. This gives you a narrow silver band with a copper core ( 2 ). As a result of the good oxygen diffusion in silver, this core is thoroughly oxidized to insulating CuO at high temperatures.

Beispiel 2Example 2

Im Unterschied zu Beispiel 1 wird der Isolator im Steg (2) von einer dünnen Lage Keramikpapier gebildet.In contrast to example 1, the insulator in the web ( 2 ) is formed by a thin layer of ceramic paper.

Beispiel 3Example 3

Im Unterschied zum Beispiel 1 wird anstelle des Bi2Sr2Ca2Cu2On-Pulvers ein Oxidgemisch verwendet, das der Zusammensetzung von Bi1,84Pb0,34Sr1,91Ca2,03Cu3,06On entspricht. Dieses Pulver wird in der Ronde (1) bei Zimmertemperatur vorgepreßt. Eine Verdichtung auf über 90% der theoretischen Dichte erhält man durch ein Heißpressen zwischen 600°C-800°C. Anschließend erfolgt die Umwandlung zu Bi1,84Pb0,34Sr1,91Ca2,03Cu3,06On bei 845°C ohne Druck durch reaktives Sintern.In contrast to Example 1, instead of the Bi 2 Sr 2 Ca 2 Cu 2 O n powder, an oxide mixture is used which corresponds to the composition of Bi 1.84 Pb 0.34 Sr 1.91 Ca 2.03 Cu 3.06 O n corresponds. This powder is pre-pressed in the blank ( 1 ) at room temperature. A compression to over 90% of the theoretical density is obtained by hot pressing between 600 ° C-800 ° C. The conversion to Bi 1.84 Pb 0.34 Sr 1.91 Ca 2.03 Cu 3.06 O n at 845 ° C. is then carried out without pressure by reactive sintering.

Bei allen Beispielen lag die kritische Übergangstemperatur Tc oberhalb 93 K.In all examples, the critical transition temperature T c was above 93 K.

BezeichnungslisteLabel list

 1 Schmelzform; Ronde; berandete, kreisförmige Silberscheibe
 1a Rondenrand
 2 Stege, Spiralstege aus nicht supraleitendem Material
 2a, 2b elektrische Anschlußkontakte von 2
 3 Hochtemperatursupraleiter
 4 Walzen
 5 Metallband, Silberband
 6 Falz-Einlageband, Kupferband, Isolator
 7 obere Schnittfläche
 8 untere bzw. bodenseitige Schnittfläche
10-18 Funktionsblöcke
D1-D4 1.-4. Prozeßdauer
h Randhöhe von 1a
jc kritische Stromdichte
p(O2) Sauerstoffpartialdruck
T Temperatur
T1-T4 1.-4. Prozeßtemperatur
Tm Schmelztemperatur 1 melting mold; Round blank; edged, circular silver disc
1 a round rim
2 bars, spiral bars made of non-superconducting material
2 a, 2 b electrical connection contacts of 2
3 high temperature superconductors
4 rollers
5 metal band, silver band
6 fold-in tape, copper tape, insulator
7 upper cutting surface
8 lower or bottom cut surface
10 - 18 function blocks
D1-D4 1-4. Process duration
h edge height of 1 a
j c critical current density
p (O 2 ) partial pressure of oxygen
T temperature
T1-T4 1-4. Process temperature
T m melting temperature

Claims (11)

1. Verfahren zur Herstellung eines resistiven Strombegrenzers oder Schaltelementes auf der Basis eines Supraleiters (3),
  • a) wobei der Supraleiter (3) in engem Kontakt mit einem elektrisch gutleitenden Metall steht,
    dadurch gekennzeichnet,
  • b) daß mindestens ein Band (5, 6) aus einem bei Betriebstemperatur nicht supraleitenden Metall (5) oder aus einer Nichtleiter-Metall-Komposition (5, 6) in mindestens einer Windung in eine Schmelzform bzw. Ronde (1) eingesetzt wird, derart, daß dieses Band (5, 6) in der Windung Stege (2) bildet, die gegenseitig und zu einem Rondenrand (1a) beabstandet sind,
  • c) daß danach in die Ronde (1) nicht geschmolzenes, pulverförmiges Ausgangsmaterial eines Hochtemperatursupraleiters (3) eingebracht wird,
  • d) daß anschließend das pulverförmige Ausgangsmaterial in der Ronde (1) partiell geschmolzen oder heißgepreßt wird, gefolgt von reaktivem Sintern und
  • e) danach mindestens einem Langzeitglühen in sauerstoffhaltiger Atmosphäre unterworfen wird.
1. A method for producing a resistive current limiter or switching element based on a superconductor ( 3 ),
  • a) the superconductor ( 3 ) being in close contact with an electrically highly conductive metal,
    characterized,
  • b) that at least one band ( 5 , 6 ) made of a metal ( 5 ) which is not superconducting at operating temperature or of a non-conductive metal composition ( 5 , 6 ) is inserted in at least one turn into a melt mold or blank ( 1 ), in such a way that this band ( 5 , 6 ) forms webs ( 2 ) in the turn, which are spaced from one another and from a disk edge ( 1 a),
  • c) that unmelted, powdery starting material of a high-temperature superconductor ( 3 ) is then introduced into the round blank ( 1 ),
  • d) that the powdered starting material in the round blank ( 1 ) is then partially melted or hot-pressed, followed by reactive sintering and
  • e) then subjected to at least one long-term glow in an oxygen-containing atmosphere.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
  • a) daß die Nichtleiter-Metall-Komposition (5, 6) durch Falzen eines Metallbandes (5) aus einem bei einer üblichen Betriebstemperatur des Strombegrenzers oder Schaltelementes nicht supraleitenden Metall,
  • b) nachfolgendes Einlegen eines Falz-Einlagebandes (6) aus einem Material, das zumindest nach der thermischen Behandlung ein elektrischer Isolator ist, in das gefalzte Metallband (5) und
  • c) durch Walzen dieser Komposition gebildet wird.
2. The method according to claim 1, characterized in that
  • a) that the non-conductive metal composition ( 5 , 6 ) by folding a metal strip ( 5 ) from a metal which is not superconducting at a normal operating temperature of the current limiter or switching element,
  • b) Subsequent insertion of a folding insert tape ( 6 ) made of a material that is at least an electrical insulator after the thermal treatment, in the folded metal tape ( 5 ) and
  • c) is formed by rolling this composition.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
  • a) daß das Metallband (5) aus einem Edelmetall oder aus einer Edelmetallegierung und
  • b) daß das Falz-Einlageband (6) aus einem thermisch stabilen und chemisch gegenüber dem Material des Metallbandes (5) inerten, anorganischen Dielektrikum besteht,
  • c) insbesondere, daß das Metallband (5) aus Silber und
  • d) das Falz-Einlageband (6) aus einer Hochtemperaturkeramik, wie z. B. Al2O3, MgO, oder aus Oxiden, wie CuO, NiO, besteht, die sich aus dem jeweiligen Metall durch die thermische Behandlung bilden.
3. The method according to claim 2, characterized in that
  • a) that the metal strip ( 5 ) made of a noble metal or a noble metal alloy and
  • b) that the folded insert tape ( 6 ) consists of a thermally stable and chemically inert to the material of the metal strip ( 5 ), inorganic dielectric,
  • c) in particular that the metal strip ( 5 ) made of silver and
  • d) the folded insert tape ( 6 ) made of a high-temperature ceramic, such as. B. Al 2 O 3 , MgO, or of oxides such as CuO, NiO, which are formed from the respective metal by the thermal treatment.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
  • a) daß das obere Teil der mit einem Hochtemperatursupraleiter (3) und mindestens einem Band (5, 6) gefüllten Ronde (1) bis zu einer oberen Schnittfläche (7) und
  • b) das untere bzw. bodenseitige Teil bis zu einer unteren bzw. bodenseitigen Schnittfläche (8) entfernt wird,
  • c) derart, daß ein Strombegrenzer bzw. Schaltelement mit einer Sandwichstruktur mit folgender Schichtenfolge entsteht: Hochtemperatursupraleiter (3), Metallband (5), Isolator (6), Metallband (5), Hochtemperatursupraleiter (3), . . . Fig. (5, 6).
4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in
  • a) that the upper part of the round disc ( 1 ) filled with a high-temperature superconductor ( 3 ) and at least one band ( 5 , 6 ) up to an upper cutting surface ( 7 ) and
  • b) the lower or bottom part is removed up to a lower or bottom cut surface ( 8 ),
  • c) such that a current limiter or switching element with a sandwich structure with the following layer sequence is formed: high-temperature superconductor ( 3 ), metal strip ( 5 ), insulator ( 6 ), metal strip ( 5 ), high-temperature superconductor ( 3 ),. . . Fig. (5, 6).
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
  • a) daß das partielle Schmelzen während einer 1. Prozeßdauer (D1) in einem Zeitbereich von 5 min D1 3 h,
  • b) insbesondere, daß es in einem Temperaturbereich von Tm K T1 Tm + 6 K
  • c) während einer 1. Prozeßdauer (D1) in einem Zeitbereich von 9 min D1 1,5 h
  • d) bei einem Sauerstoffpartialdruck p(O2) 0,8 bar durchgeführt wird, Tm = Schmelztemperatur,
  • e) insbesondere, daß der Hochtemperatursupraleiter vom Typ Bi2+xSr2CaCu2Oy ist, mit
    0 < x < 0,4,
    8 y 8,3.
5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in
  • a) that the partial melting during a 1st process duration (D1) in a time range of 5 min D1 3 h,
  • b) in particular that it is in a temperature range of T m K T1 T m + 6 K.
  • c) during a 1st process duration (D1) in a time range of 9 min D1 1.5 h
  • d) at an oxygen partial pressure p (O 2 ) of 0.8 bar, T m = melting temperature,
  • e) in particular that the high-temperature superconductor is of the type Bi 2 + x Sr 2 CaCu 2 O y , with
    0 <x <0.4,
    8 y 8.3.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
  • a) daß nach dem partiellen Schmelzen mit einer Abkühlgeschwindigkeit (-dT/dt) von 8 K/h -dT/dt 70 K/h auf eine 2. Prozeßtemperatur (T2) abgekühlt wird,
  • b) daß ein 1. Langzeitglühen bei der 2. Prozeßtemperatur (T2) in einem Temperaturbereich von 830°C T2 870°C
  • c) während einer 2. Prozeßdauer (D2) in einem Zeitbereich von 10 h D2 60 h
  • d) bei einem Sauerstoffpartialdruck p(O2) 0,8 bar durchgeführt wird,
  • e) insbesondere, daß das 1. Langzeitglühen bei der 2. Prozeßtemperatur (T2) in einem Temperaturbereich von 840°C T2 850°C
  • f) während einer 2. Prozeßdauer (D2) in einem Zeitbereich von 20 h D2 40 h durchgeführt wird.
6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in
  • a) that after the partial melting with a cooling rate (-dT / dt) of 8 K / h -dT / dt 70 K / h is cooled to a second process temperature (T2),
  • b) that a 1st long-term annealing at the 2nd process temperature (T2) in a temperature range of 830 ° C T2 870 ° C
  • c) during a second process duration (D2) in a time range of 10 h D2 60 h
  • d) at an oxygen partial pressure p (O 2 ) of 0.8 bar,
  • e) in particular that the 1st long-term annealing at the 2nd process temperature (T2) in a temperature range of 840 ° C T2 850 ° C
  • f) is carried out during a second process duration (D2) in a time range of 20 h D2 40 h.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
  • a) daß ein 2. Langzeitglühen bei einer 3. Prozeßtemperatur (T3) in einem Temperaturbereich von 750°C T3 820°C
  • b) während einer 3. Prozeßdauer (D3) in einem Zeitbereich von 10 h D3 400 h
  • c) bei einem Sauerstoffpartialdruck p(O2) im Bereich 0,2 bar p(O2) 0,5 bar durchgeführt wird,
  • d) insbesondere, daß das 2. Langzeitglühen bei einer 3. Prozeßtemperatur (T3) in einem Temperaturbereich von 780°C T3 820°C
  • e) während einer 3. Prozeßdauer (D3) in einem Zeitbereich von 20 h D3 200 h durchgeführt wird.
7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in
  • a) that a second long-term annealing at a third process temperature (T3) in a temperature range of 750 ° C T3 820 ° C
  • b) during a third process duration (D3) in a time range of 10 h D3 400 h
  • c p) at an oxygen partial pressure p (O 2) in the region of 0.2 bar (O 2 is performed) 0.5 bar
  • d) in particular that the 2nd long-term annealing at a 3rd process temperature (T3) in a temperature range of 780 ° C T3 820 ° C
  • e) during a third process period (D3) in a time range of 20 h D3 is carried out for 200 h.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
  • a) daß der Hochtemperatursupraleiter vom Typ Tl2Ba2CaCu2On oder
  • b) Tl2Ba2Sr2Ca2Cu3On oder
  • c) (Bi, Pb)2Sr2Ca2Cu3On ist,
8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in
  • a) that the high temperature superconductor of the type Tl 2 Ba 2 CaCu 2 O n or
  • b) Tl 2 Ba 2 Sr 2 Ca 2 Cu 3 O n or
  • c) (Bi, Pb) 2 Sr 2 Ca 2 Cu 3 O n ,
n = je nach Material unterschiedlicher Wert.n = different value depending on the material. 9. Verfahren zur Herstellung eines resistiven Strombegrenzers oder Schaltelementes auf der Basis eines Supraleiters (3),
  • a) wobei der Supraleiter (3) in engem Kontakt mit einem elektrisch gutleitenden Metall steht,
    dadurch gekennzeichnet,
  • b) daß auf mindestens ein Band (5, 6) aus einem bei einer üblichen Betriebstemperatur des Strombegrenzers oder Schaltelementes nicht supraleitenden Metall (5) oder aus einer Nichtleiter-Metall-Komposition (5, 6) ein Hochtemperatursupraleiter (3) als biegsame Schicht aufgebracht wird,
  • c) daß anschließend diese Komposition fest zu einer Spirale gewickelt und
  • d) danach mindestens einem Langzeitglühen in sauerstoffhaltiger Atmosphäre unterworfen wird.
9. A method for producing a resistive current limiter or switching element based on a superconductor ( 3 ),
  • a) the superconductor ( 3 ) being in close contact with an electrically highly conductive metal,
    characterized,
  • b) that a high-temperature superconductor ( 3 ) is applied as a flexible layer to at least one band ( 5 , 6 ) made of a metal ( 5 ) which is not superconducting at a normal operating temperature of the current limiter or switching element or of a non-conductor-metal composition ( 5 , 6 ) becomes,
  • c) that this composition is then wound tightly into a spiral and
  • d) then subjected to at least one long-term glow in an oxygen-containing atmosphere.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
  • a) daß das Aufbringen des Hochtemperatursupraleiters (3) durch Plasmaspritzen
  • b) in einer Schichtdicke < 200 µm erfolgt,
  • c) insbesondere, daß das nicht supraleitende Metall (5) Silber ist.
10. The method according to claim 9, characterized in
  • a) that the application of the high-temperature superconductor ( 3 ) by plasma spraying
  • b) in a layer thickness of <200 µm,
  • c) in particular that the non-superconducting metal ( 5 ) is silver.
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