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Patent Searching and Data


Title:
METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING A TEXTURED METAL STRIP
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/012172
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a method for producing a textured metal strip. In order to be able to implement a method of this type in a comparatively simple manner and thus cost-effectively, a metal layer (4) is galvanically produced on a textured substrate (1) having electrical conductivity, and the metal layer (4), while producing the textured strip (4a), is removed from the substrate (1).

Inventors:
KRUEGER URSUS (DE)
VOGELAERE MARC (DE)
Application Number:
PCT/DE2002/002751
Publication Date:
February 13, 2003
Filing Date:
July 23, 2002
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
KRUEGER URSUS (DE)
VOGELAERE MARC (DE)
International Classes:
C25D1/00; C25D1/04; C25D17/00; H01L39/24; (IPC1-7): C25D1/04
Domestic Patent References:
WO2003012166A22003-02-13
Foreign References:
DE19942849A12001-03-15
US4530739A1985-07-23
GB1537243A1978-12-29
Other References:
SUPERCOND. SCI. TECHNOL., vol. 14, 2001, pages 124 - 129
SUPERCOND. SCI. TECHNOL., vol. 12, 1999, pages 624 - 632
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zum Erzeugen eines texturierten Bandes aus Me tall, bei dem auf einem texturierten Substrat (1) mit elektrischer Leit fähigkeit eine Metallschicht (4) galvanisch erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallschicht (4) unter Gewinnung des texturierten Bandes (4a) von dem Substrat (1) gelöst wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Substrat (1) aus elektrisch nichtleitendem Material mit einer elektrisch leitenden Oberfläche verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Substrat (1) aus einem Metall verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als texturiertes Substrat ein Substratband (1) verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Substratband (1) ein nichttexturiertes Metallband mit aufgebrachter biaxial texturierter Metalllage verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Substratband (1) ein durch Walzprozeduren mit nachfol genden Glühungen texturiertes Metallband verwendet wird.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Metallschicht (4) aus Nickel oder einer Nickellegie rung aufgebracht wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Metallschicht (4) aus Silberoder einer Silberlegie rung aufgebracht wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Substratband ein SubstratEndlosband (1) verwendet wird, das durch ein Galvanikbad unter Bildung der Metall schicht (4) geführt wird und von dem anschließend die Me tallschicht (4) von dem SubstratEndlosband (1) abgezogen wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das SubstratEndlosband (1) über Rollen (6) durch das Gal vanikbad geführt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Substratband (20) außen auf eine Walze (21) aufge bracht wird und, die Walze (21) unter Eintauchen in ein Galvanikbad (22) in Drehbewegung versetzt wird.
12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein texturiertes Substrat verwendet wird, das texturfreie Bereiche aufweist.
13. Vorrichtung zum Erzeugen eines Bandes aus Metall, bei der eine Antriebseinrichtung (21) für ein SubstratEndlosband (20) einem Galvanikbad (22) derart zugeordnet ist, dass das SubstratEndlosband (20) durch das Galvanikbad (22) unter Bildung einer Metallschicht (22) auf dem Substrat Endlosband (20) läuft, und der Antriebseinrichtung (21) benachbart eine Vorrichtung (26) zum Abziehen der Metallschicht (24) von dem Substrat Endlosband (20) liegt dadurch gekennzeichnet, dass das SubstratEndlosband (20) eine Textur aufweist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (5) mindestens zwei Rollen (5) aufweist, um die das SubstratEndlosband (1) geführt und mit denen es angetrieben wird.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung eine angetriebene Walze (21) auf weist, die an ihrem Umfange außen das SubstratEndlosband (20) trägt.
16. Band aus Metall mit einer Textur hergestellt auf galvanischem Wege mittels eines texturierten Substrates (1) mit elektrischer Leitfähigkeit (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Band unmittelbar bei der galvanischen Herstellung mit texturfreien Bereichen versehen worden ist.
17. Band nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass es aus Nickel oder einer Nickellegierung besteht.
18. Band nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass es aus Silber oder Kupfer oder einer Silberoder Kupferle gierung besteht.
Description:
Beschreibung Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen eines texturierten Bandes aus Metall Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erzeugen ei- nes texturierten Bandes aus Metall, bei dem auf einem texturierten Substrat mit elektrischer Leitfähigkeit eine Metallschicht galvanisch erzeugt wird.

Ein solches Verfahren ist beispielsweise in der Zeitschrift "Supercond. Sci. Technol."14 (2001), Seiten 124 bis 129 beschrieben. Bei diesem bekannten Verfahren wird ein metallisches, texturiertes Band einseitig mit einer sehr dünnen texturierten Schicht (170 bis 250 nm) versehen, indem diese Schicht elektrolytisch auf dem Band abgeschieden wird.

Diese Schicht kann beispielsweise einer Abscheidung eines Supraleiters dienen.

Ein anderes Verfahren zur Herstellung texturierter Bänder ist beispielsweise aus der Zeitschrift"Supercond. Sci. Technol." 12 (1999), Seiten 624 bis 632 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren wird ein Band aus Metall mit einer Textur versehen, indem Walzprozeduren mit Bändern aus Nickel oder Silber bzw. aus Legierungen mit diesen Metallen in Verbindung mit nachfolgenden Glühungen zur Initiierung von Rekristallisierungsprozessen durchgeführt werden. In der Fachwelt werden solche Bänder als RABITS (Rolling assisted biaxial testuring of substrates) bezeichnet. Solche RABITS bilden das Basismaterial zum Herstellen supraleitender Leiter.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 199 42 849 Al ist weiterhin ein Verfahren bekannt, mit dessen Hilfe metallische Bänder auf einem Substrat in hinreichender Dicke erzeugt werden können, um anschließend von dem Substrat getrennt werden zu können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Erzeugen eines texturierten Bandes anzugeben, das sich ver- gleichsweise kostengünstig durchführen lässt.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß die Metall- schicht unter Gewinnung des texturierten Bandes von dem Substrat gelöst.

Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens be- steht darin, dass nach Herstellung eines texturierten Sub- strats mit elektrischer Leitfähigkeit mit der so gewonnenen Matrize durch jeweils einen einfachen Galvanikprozess und anschließendes Lösen der Metallschicht von der Matrize bzw. von dem texturierten Substrat ein texturiertes Band aus Me- tall erzeugt werden kann, das zum Aufbringen einer Schicht aus einem supraleitendem Werkstoff zur Bildung eines Supra- leiters sehr gut geeignet ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können unterschiedlich bezüglich der Gewährleistung der elektrischen Leitfähigkeit ausgeführte Substrate eingesetzt werden. So wird es als vor- teilhaft angesehen, wenn ein Substrat aus elektrisch nicht- leitendem Material mit einer elektrisch leitenden Oberfläche verwendet wird, weil auf diese Weise auch beispielsweise Kunststoffe zur Erzeugung des Substrates herangezogen werden können.

Es kann aber auch vorteilhaft sein, dass ein Substrat aus ei- nem Metall verwendet wird, weil dann zum Gewinnen des Sub- strates nur mit einem einzigen Werkstoff umgegangen werden muss.

Das texturierte Substrat kann unterschiedliche geometrische Abmessungen aufweisen, z. B. eine Platte sein. Als besonders vorteilhaft wird es erachtet, wenn als texturiertes Substrat ein Substratband verwendet wird, weil dies der Herstellung eines texturierten Bandes aus Metall besonders entgegenkommt.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können verschiedene tex- turierte Substratbänder verwendet werden. So wird es als vor- teilhaft angesehen, wenn als Substratband ein nichttexturier- tes Metallband mit aufgebrachter biaxial texturierter Metall- lage verwendet wird.

Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn als Substratband ein durch Walzprozeduren mit nachfolgenden Glühungen texturiertes Metallband verwendet wird, also nach dem RABITS-Verfahren er- zeugte Metallsubstrate zur Anwendung gelangen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können Metallschichten aus unterschiedlichen Metallen auf dem Substrat erzeugt wer- den. Vorteilhaft kann das Aufbringen einer Metallschicht aus Nickel oder einer Nickellegierung sein. Besonders vorteilhaft erscheint es jedoch, wenn eine Metallschicht aus Silber oder Kupfer oder aus einer Silberlegierung oder Kupferlegierung aufgebracht wird, weil bei einem späteren Einsatz in einem magnetischen Wechselfeld-anders als bei Nickel-durch Ver- luste aufgrund von Paramagnetismus keine störenden Einflüsse auftreten.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann als Substrat ein ge- strecktes Band mit bestimmter Länge verwendet werden, das durch eine Galvanisiereinrichtung zum Bilden der Metall- schicht gezogen wird und von dem anschließend die Metall- schicht als texturiertes Band abgezogen wird. Als besonders vorteilhaft wird es aber angesehen, wenn als Substratband ein Substrat-Endlosband verwendet wird, das durch ein Galvanikbad unter Bildung der Metallschicht geführt und von dem anschlie- ßend die Metallschicht abgezogen wird, weil auf diese Weise ein nahezu beliebig langes texturiertes Band aus Metall ge- wonnen werden kann.

Das Substrat-Endlosband kann unterschiedlich eingesetzt wer- den. Vorteilhaft erscheint es, wenn das Substrat-Endlosband über Rollen durch das Galvanikbad geführt wird. Bei einer an- deren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Substratband außen auf eine Walze aufge- bracht und die Walze unter Eintauchen in ein Galvanikbad in Drehbewegung versetzt.

Bei einer besonders vorteilhaften Variante des erfindungsge- mäßen Verfahrens wird ein texturiertes Substrat verwendet, das nichtleitende Bereiche aufweist. Der wesentliche Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin, dass beim galvanischen Erzeugen der Metallschicht in nichtleitenden Bereichen keine Metallschicht, so dass-im Falle einer später aufzubringen- den Schicht aus einem supraleitenden Werkstoff zur Bildung eines Supraleiters-die Topologie für den Supraleiter be- reits vorgegeben ist, ohne dass dazu weitere Schritte durch- geführt werden.

Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Bandes aus Metall, bei der eine An-

triebseinrichtung für ein Substrat-Endlosband einem Galvanikbad derart zugeordnet ist, dass das Substrat-End- losband durch das Galvanikbad unter Bildung einer Metall- schicht auf dem Substrat-Endlosband läuft und der Antriebseinrichtung benachbart eine Vorrichtung zum Abziehen der Metallschicht von dem Substrat-Endlosband liegt.

Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Vor- richtung anzugeben, mit der sich kostengünstig ein texturiertes Band aus Metall herstellen lässt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Substrat- Endlosband eine Textur aufweist.

Der besondere Vorteil dieser Vorrichtung wird darin gesehen, dass sich mit wenig Aufwand ein texturiertes Band aus Metall mit nahezu beliebiger Länge herstellen lässt.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Antriebsein- richtung unterschiedlich ausgebildet sein. Wird eine ge- streckte Antriebseinrichtung bevorzugt, dann weist erfindungsgemäß die Antriebseinrichtung mindestens zwei Rollen auf, um die das Substrat-Endlosband geführt und mit denen es angetrieben wird. Eine mehr kompakte Antriebsvorrichtung ist erzielbar, wenn die Antriebseinrichtung eine angetriebene Walze aufweist, die an ihrem Umfange außen das Substrat-Endlosband trägt.

Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein texturiertes Band, das ein mittels eines bandförmigen texturierten Me- tallsubstrates galvanisch hergestelltes Band ist.

Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein einfach und damit kostengünstig herstellbares texturiertes Band an- zugeben.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, dass das Band unmittelbar bei der galvanischen Herstellung mit texturfreien Bereichen versehen worden ist.

Zur Erleichterung der Herstellung eines supraleitenden Lei- ters weist das galvanisch hergestellte Band Löcher auf.

Vorteilhafterweise besteht das texturierte Band aus Nickel oder einer Nickellegierung oder aus Silber oder Kupfer oder einer Silber-oder Kupferlegierung.

Als zur Erfindung gehörend wird ferner die Verwendung eines mittels eines texturierten Substrates galvanisch hergestell- ten Bandes aus Metall, wie z. B. Silber oder einer Silberle- gierung, als Träger für eine Schicht aus einem supraleitenden Material zur Bildung eines supraleitenden Leiters angesehen.

Ein solcher supraleitender Leiter verursacht bei einem Band aus Silber oder Kupfer keine störenden Einflüsse bei einem Einsatz in magnetischen Wechselfeldern.

Zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Figur 1 ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Herstellen eines texturierten Bandes aus Metall und in Figur 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine solche Vor- richtung wiedergegeben.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ein texturiertes Substrat beispielsweise aus Metall erforderlich,

das beispielsweise nach dem RABITS-Verfahren hergestellt sein kann.

Die Figur 1 zeigt ein texturiertes Substrat in Form eines Substrat-Endlosbandes 1 auf das beim Durchlaufen durch ein Galvanikbad 2 in Richtung des Pfeiles 3 galvanisch eine tex- turierte Metallschicht 4 allmählich aufwächst. Das Substrat- Endlosband 1 wird von einer Antriebseinrichtung 5 mit Umlenk- rollen angetrieben, von der in der Figur 1 nur eine einzige Umlenkrolle 6 zu sehen ist.

Der Antriebseinrichtung 5 benachbart ist eine Vorrichtung 7 zum Abziehen der Metallschicht 4 von dem texturierten Sub- strat-Endlosband 1 angeordnet ; die Vorrichtung 7 weist eine Abziehrolle 8, der eine nicht weiter dargestellte Zugvor- richtung für die Metallschicht 4 nachgeordnet ist, auf. Die Metallschicht 4 bildet ein texturiertes Band 4a aus Metall, das mit der dargestellten Vorrichtung fast beliebig lang aus- geführt werden kann.

Die vergrößerte Teildarstellung der Figur 1 zeigt den Trenn- vorgang der Metallschicht 4a bzw. des texturierten Bandes 4 von dem texturierten Substrat.

Dieses texturierte Band 4a ist dann gut als Träger für eine Schicht aus einem supraleitenden Material, z. B. YBa2Cu3 07, geeignet, wenn ein supraleitender Leiter erzeugt werden soll.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2 ist ein texturiertes Substrat-Endlosband 20 auf einer Walze 21 aufgebracht. Die Walze 21 ist drehbar in einem nur schematisch dargestellten Galvanikbad 22 angeordnet. Bei der Drehbewegung der Walze 21 beginnt jeweils vom Eintauchbereich 23 der Walze 21 in das

Galvanikbad 22 eine texturierte Metallschicht 24 aufzu- wachsen, die ihre größte Stärke im Auftauchbereich 25 er- reicht. Dort wird die Metallschicht 24 als texturiertes Band 24a aus Metall von der Walze 21 mittels einer Abziehrolle 26 als Vorrichtung zum Abziehen abgezogen.