Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR PRODUCING A COIL FROM A HIGH TEMPERATURE SUPERCONDUCTIVE MATERIAL, AND A HIGH TEMPERATURE SUPERCONDUCTIVE COIL WITH LOW ALTERNATING CURRENT LOSS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/022386
Kind Code:
A2
Abstract:
According to the inventive method for producing a superconductive coil, a shaped body consisting of a material which is superconductive or which becomes superconductive upon subsequent heat treatment is coated with reinforcement agents and is given the geometric shape of the future coil. The invention also relates to a superconductive coil produced according to this method. Said inventive superconductive coil has low alternating current loss and consists of a highly textured superconductive material and is oriented in such a way that the platelet levels are directed considerably in the direction of the course of the coil. The coil is formed from a superconductive solid part.

Inventors:
Ehrenberg, Jürgen (Theresiastrasse 49 Hürth, D-50354, DE)
Bock, Joachim (Am Burgfeld 51 Erftstadt, D-50374, DE)
Brommer, Günter (Moritzstrasse 70 Wiesbaden, D-65185, DE)
Application Number:
PCT/EP1998/006262
Publication Date:
May 06, 1999
Filing Date:
October 01, 1998
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
AVENTIS RESEARCH & TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG (Patent- und Lizenzabteilung Gebäude K 801 Frankfurt am Main, D-65926, DE)
Ehrenberg, Jürgen (Theresiastrasse 49 Hürth, D-50354, DE)
Bock, Joachim (Am Burgfeld 51 Erftstadt, D-50374, DE)
Brommer, Günter (Moritzstrasse 70 Wiesbaden, D-65185, DE)
International Classes:
H01F6/00; H01F6/06; H01F41/04; (IPC1-7): H01F41/04; H01F6/06
Foreign References:
US4970483A1990-11-13
EP0286410A21988-10-12
EP0462409A11991-12-27
Other References:
FABBRICATORE P ET AL: "ELECTRICAL PROPERTIES OF SUPERCONDUCTING BI-BASED SILVER SHEATHED WIRES AND COILS" IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, Bd. 30, Nr. 4, PART 02, 1. Juli 1994, Seiten 2332-2335, XP000459312
HOLESINGER T G ET AL: "Isothermal melt processing of Bi2Sr2CaCu2Oy round wire" PHYSICA C, Bd. 253, Nr. 1-2, 20. Oktober 1995, Seite 182-190 XP004076966
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung einer supraleitenden Spule, dadurch gekennzeichnet, a) daß ein Formkörper aus einem Material, das supraleitend ist oder bei weiterer thermischer Behandlung supraleitend wird, gegebenenfalls außen mit einer Verstärkung beschichtet wird, b) daß der Formkörper, soweit er nicht mit einem geeigneten Hohlraum versehen ist, zu einem geeigneten Hohikörper bearbeitet wird, c) daß der gegebenenfalls auRen verstärkte Hohikörper gegebenenfalls innen mit einer als Innenverstärkung wirkenden Halterung fest verbunden wird, d) daR der Hohikörper danach mit Einschnitten oder Durchschnitten im wesentlichen in der Form der zukünftigen Spulengeometrie versehen wird, e) daß die Einoder Durchschnitte, vorzugsweise von außen, mit einem verstärkenden Material verfüllt werden oder/und ein verstärkendes Material auben auf dem Formkörper aufgebracht wird, daf3 die gegebenenfalls vorhandene, als Innenverstärkung wirkende Halterung gegebenenfalls weitgehend oder gänzlich aus dem Hohtkörperinnenraum entfernt wird, g) dafl im Falle von Einschnitten der Hohlkörper innen soweit abgearbeitet wird, daß aus den Einschnitten Durchschnitte werden, h) daR der Hohikörper im Inneren danach gegebenenfalls mit einem verstärkenden Material beschichtet wird, i) wobei die Durchschnitte mit einem verstärkenden Material verfüllt werden können, j) daR die Verstärkung gegebenenfalls auRen oder innen auf dem Hohlkörper teilweise, weitgehend oder gänzlich entfernt wird, k) wobei die Verfüllung der Durchschnitte weitgehend oder gänzlich erhalten bleiben kann.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Supraleitermaterial mindestens eine der supraleitenden Phasen mit einer Zusammensetzung im wesentlichen auf der Basis (Bi, Pb)EaCuO, (Y, SE) EaCuO oder (Tl, Pb)(Ea, Y)CuO enthält, wobei Ea für Erdalkalielemente und insbesondere für Ba, Ca oder/und Sr steht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dafl das Supraleitermaterial neben der oder den supraleitenden Phasen einen Gehalt an einer oder mehreren Verbindungen aufweist, die erst oberhalb von 950 °C schmeizen und sich nicht unterhalb von 950 °C zersetzen, insbesondere an BaS04, SrSO4 oder/und (Ba, Sr) SO4.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen AnschluRflächen gegebenenfalls von einem verstärkenden Material befreit werden und mit einem metallischen, elektrisch leitenden Material, vorzugsweise einer Silberlegierung, beschichtet oder bedeckt werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Formkörper verwendet wird, der in Richtung des Stromverlaufs in der Spule texturiert ist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Formkörper verwendet wird, der nach einem Schmelzgußverfahren, insbesondere nach einem SchleuderguRverfahren, hergestellt wurde.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daR Einschnitte in einen Formkörper derart eingebracht werden, daß der resultierende Formkörper die Geometrie einer mono, bi oder multifilaren Spule aufweist.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei supraleitende Spulen mit unterschiedlichen Durchmessern auf Abstand ineinander gestellt und zu einer bioder multifilaren Spule supraleitend zusammengefügt werden.
9. Supraleitende Spule hergestellt nach einem Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8.
10. Supraleitende Spule aus einem Supraleitermaterial, das stark texturiert und dabei so orientiert ist, daR die Ptättchenebenen, die der Ebene der besten Supraleitfähigkeit entsprechen, weitgehend in Richtung des Spulenverlaufes ausgerichtet sind, wobei die Spule aus einem supraleitenden Massivteil herausgearbeitet ist.
11. Supraleitende Spule nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Supraleitermaterial mindestens eine der supraleitenden Phasen mit einer Zusammensetzung im wesentlichen auf der Basis (Bi, Pb)EaCuO, (Y, SE) EaCuO oder (TI, Pb) (Ea, Y)CuO enthält, wobei Ea für Erdalkalielemente und insbesondere für Ba, Ca oder/und Sr steht.
12. Supraleitende Spule nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Supraleitermaterial neben der oder den supraleitenden Phasen einen Gehalt an einer oder mehreren Verbindungen aufweist, die erst oberhalb von 950 °C schmelzen und sich nicht unterhalb von 950 °C zersetzen, insbesondere an BaS04) SrSO4 oder/und (Ba, Sr) S04.
13. Supraleitende Spule nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dafl sie aus einem im Schmetzgußverfahren, vorzugsweise aus einem im Schteudergußverfahren, hergestellten Formkörper herausgearbeitet ist.
14. Supraleitende Spule mit geringem Wechselstromverlust mit einem Abstand von einer Windung bis zur nächsten Windung oder von einem Filament bis zum nächsten Filarnent von mindestens 0,15 mm.
15. Supraleitende Spule nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daR ihre Kontakfflächen mit einem metallischen, elektrisch leitenden Material beschichtet oder mit einer Folie oder einem Blech aus diesem Material bedeckt sind.
16. Supraleitende Spule nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, da (3 sie keine ganzflächige metallische Ummantelung bzw. Bedeckung aufweist.
17. Supraleitende Spule nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daR mindestens der mittlere Bereich der Spule frei von einer metallischen oder andersartigen elektrisch normalleitenden Ummantelung oder Bedeckung ist.
18. Supraleitende Spule nach einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dall sie eine Außenverstärkung der Spulengänge aufweist, die die Spulengänge außerhalb der Einschnitte oder/und zwischen den Spulengängen verstärkt.
19. Supraleitende Spule nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daR die AuRenverstärkung ein organisches oder anorganisches Klebstoffsystem oder ein Mehrkomponentenklebstoffsystem, gegebenenfalls mit einem Füllstoff wie z. B. Aluminiumnitrid, Siliciumnitrid, Aluminiumoxid oder/und Siliciumdioxid verstärkt, enthält.
20. Verwendung einer supraleitenden Spule nach einem der Ansprüche 9 bis 19 als Halbzeug für die Herstellung von hochtemperatursupraleitenden Transformatoren, Wicklungen, Magneten, Innenspulen von Magneten, Strombegrenzern oder Stromzuführungen.
21. Verwendung einer supraleitenden Spule hergestellt nach einem der Ansprüche 1 bis 8 als Halbzeug für die Herstellung von hochtemperatur supraleitenden Transformatoren, Wicklungen, Magneten, Innenspulen von Magneten, Strombegrenzern oder Stromzuführungen.
Description:
Verfahren zur Herstellung einer Spule aus einem Hochtemperatursupraleitermaterial und hochtemperatursupraleitende Spule mit geringem Wechselstromverlust Beschreibung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Spule aus einem Hochtemperatursupraleitermaterial. Supraleitende Spulen werden zur Montage von Transformatoren für starke Ströme mit einer Stromstärke von üblicherweise weit mehr als 50 A, von Magneten insbesondere für Forschungszwecke, in der Hochenergiephysik, in Erzscheidern, in der Fertigung von Halbleitermaterialien sowie für medizinische Zwecke wie z. B. Kernspintomographen sowie für resistive Strombegrenzer benötigt.

Spulen aus einem Hochtemperatursupraleitermaterial z. B. auf Basis Wismut- (Blei)- Strontium-Calcium-Kupfer-Oxid (= BSCCO bzw. PbBSCCO) oder Seltenerdelement (e)-Erdalkalielement (e)-Kupfer-Oxid (= YBCO) sind bereits bekannt. Da Yttrium bei der letzten genannten Werkstoffklasse üblicherweise und auch im Sinne dieser Anmeldung zu den Seltenerdelementen gezähit wird, da Yttrium meistens als das wichtigste oder alleinige Seltenerdelement bei dieser Werkstoffklasse angesehen wird und da Barium das wichtigste und oft einzige Erdalkalielement ist (B für Barium), wird im folgenden die Bezeichnung"YBCO"für diese Werkstoffklasse verwendet.

Spulen, die aus gewickeltem supraleitenden Draht aufgebaut sind, weisen heute üblicherweise eine Spulenlänge von 50 mm bis 110 mm und eine Länge des supraleitenden Drahtes von 40 mm bis 80 m, beispielsweise einen SpulenauRendurchmesser von 49 mm und beispielsweise einen Spuleninnendurchmesser von 13 mm auf. Sie werden heute als Hochtemperatursupraleiter vorwiegend aus einem BSCCO-Material mit höheren Anteilen an den Phasen BSCCO 2212 bzw. BSCCO 2223 mit Umhüllung durch eine Silberlegierung gefertigt. Tieftemperatursupraleitende Spulen enthalten meistens Niob-Titan, Niob-Zinn oder Niob-Aluminium. Derartige Spulen dienen heute meistens bei der Temperatur des flüssigen Heliums von 4,2 K bzw. von flüssigem Stickstoff bei 77 K als Magnete.

Sie können als hochtemperatursupraleitende Einsatzspulen in Supraleitermagneten zusammen mit Tieftemperatursupraleiterspulen im Gleichstrombetrieb verwendet werden. Diese Magnetsystemen dienen vorzugsweise zum Aufbau von sehr homogenen Magnetfeldern und werden insbesondere in der Kernspintomographie MRI eingesetzt. Sie sind auch Voraussetzung, um starke Ablenkungsmagnetfelder in Teilchenbeschleunigern aufzubauen.

Sie können auch als Wechselstromspulen in Transformatoren Verwendung finden, um als Sekundär-bzw. Primärspule in Kern-oder Manteltransformatoren für die Wechselspannungsumformung zu dienen.

Supraleitende Spulen können auch als resistive Strombegrenzer, insbesondere bei Wechselstrom, eingesetzt werden, um die Entstehung hoher Kurzschlußströme, besonders in Kraftwerken, zu vermeiden und einer Zerstörung von Anlagenteilen wie Generatoren und Transformatoren vorzubeugen. Hierbei sind insbesondere die außerordent ! ich kurzen Ansprechzeiten von Vorteil.

Die wenigsten supraleitenden Spulen werden heute in der Praxis eingesetzt. Sie werden aus einem hochtemperatursupraleitenden Draht, der mit dem Oxide- Powder-in-Tube-Verfahren (OPIT) hergestellt wurde, gewickelt. Die Metallummantelung besteht üblicherweise aus einer Legierung mit einem elektrisch leitenden Edelmetall, das im Einsatz dazu führt, daß ein gewisser Teil des transportierten Stromes zur Ausbildung von Abschirmströmen führt und somit zu zusätzlichen elektrischen Verlusten, den Wechselstromverlusten, führt.

Wechselstromverlustenergie wird in Wärme umgewandelt und muR dann durch die Kühlung abtransportiert werden. Im Supraleitermaterial werden mit der Umpolung des Wechselstromes auch die magnetischen Eigenfelder ständig geändert ; die dabei dissipierte Energie-hysteretische Verluste genannt-trägt wesentlich zu den Wechselstromverlusten bei. Dünne Drahtfilamente führen dabei zu geringeren Wechselstromverlusten als dicke Wandstärken. Die Wechselstromverluste sind daher wesentlich von der Frequenz und von der Wandstärke bzw. dem Durchmesser der supraleitenden Körper bzw. Filamente abhängig.

Die mit dem Wechselstrom verbundenen magnetischen Wechselfelder induzieren in einem konventionellen elektrischen Leiter wie metallischen Leitern, also etwa in Silberlegierungen, Wirbelströme. Aufgrund der normalleitenden Eigenschaften des metallischen Materials bedingt dies resistive Verluste entsprechend dem Ohm'schen Gesetz. Die Wechselstromverluste nehmen jedoch mit abnehmendem Widerstand des Normalleiters zu. Daher sind auch die Wechselstromverluste in Silberlegierungen bei 20 K deutlich gröRer als bei 77 K. Schließlich können auch Wechselstrom-Kopplungsverluste bei nahe beieinanderliegenden Körpern wie z. B. in einem Filamentbündel auftreten. Alle drei Verlustmechanismen steigen exponentiell mit n = 3 und daher drastisch mit der Stromstärke und linear mit der Frequenz an. Die Werte des Wechselstromverlustes sind auch von der Probengeometrie und Leiteranordnung abhängig und können daher nur unter standardisierten Meßbedingungen verglichen werden.

Diese Stromverluste hat man zu verringern versucht, indem der Anteil des verwendeten Metalls verringert wurde und gegebenenfalls auch isolierende Zwischenschichten eingebracht oder elektrisch geringer leitende Legierungen gewählt wurden. Trotzdem ist der Anteil der Abschirmströme immer noch hoch geblieben.

Mit OPIT-Draht werden üblicherweise Spulen gefertigt, die auch aufgrund der Drahtabmessungen nur relativ kleine Ströme etwa in der GröRenordnung von bis zu 20 A tragen können, so dafl meistens sehr viele Wicklungen erforderlich sind.

Sie können z. B. mit hochtemperatursupraleitenden Drähten, die nach dem OPIT- Verfahren gefertigt wurden, hergestellt werden. Bei dem OPIT-Verfahren werden besonders feinkörnige Pulver mit der chemischen Zusammensetzung eines Supraleiters in ein vorwiegend Silber enthaltendes Rohr eingefüllt und z. B. durch Walzen im Querschnitt verringert, verdichtet, texturiert, geglüht und zu dem gewünschten Supraleitermaterial umgesetzt bzw. weiter kristallisiert. Diese Drähte haben oft einen Durchmesser von 0,1 bis 0,3 mm einschließlich ihrer Metallummantelung. Sie sind fast immer mit einem Silber-haltigen Metallrohr ummantelt. Das Verfahren ist vergleichsweise aufwendig und dauert insgesamt sehr lange ; die reine Prozeßzeit beträgt meistens heute mehr als 1 Monat. Die hieraus gefertigten Spulen haben den Nachteil, daß ihre Herstellung sehr aufwendig ist und -bedingt durch die eingesetzte Qualität des Supraleiterpulvers und die nachfolgenden Schritte der mechanischen und thermischen Behandlung-sehr große Leistungsunterschiede auftreten bis hin zum Verlust der supraleitenden Eigenschaften bei 77 K.

Aufgrund der heute oft noch zu geringen Stromtragfähigkeiten und zu hohen Wechselstromverluste vieler supraleitender Bauteile ist deren Einsatz begrenzt. Eine Weiterentwicklung derartiger Bauteile ist erforderlich, damit noch größere Ströme durch diese Bauteile supraleitend und verlustarm bzw. verlustfrei fließen können.

Wenn die kritische Stromdichte Jc überschritten wird, bricht die Supraleiffähigkeit zusammen und der Supraleiter wird zum Normalleiter. Dies steht mit dem stärkeren Erwärmen des Leiters und gegebenenfalls mit dem Aufschmelzen des supraleitenden Materials in Zusammenhang.

Für die Herstellung von Hochtemperatursupraleitern geringer Wechselstromverluste bzw. hoher kritischer Stromdichte ist es erforderlich, das supraleitende Material bezüglich Reinheit, Phasenreinheit, Phasenzusammensetzung, Kristallisationsgrad und Orientierung zu optimieren.

Besonders große Querschnitte oder grolle Breiten bzw. große Wandstärken wären wegen der damit weitaus höheren kritischen Stromdichte und Stromtragfähigkeit vorteilhaft. Bei der Herstellung sind nichtsupraleitende Fremdkörper und Gaseinschlüsse im Querschnitt zu vermeiden, da sie die elektrischen Eigenschaften beeinträchtigen.

Hochtemperatursupraleitermaterialien auf Basis YBCO wären wegen ihrer besonders günstigen Werte der kritischen Stromdichte und Stromtragfähigkeit für die Verwendung in Spulen besonders vorteilhaft ; jedoch lassen sie sich bisher nicht geeignet zu Drähten ausziehen.

US 4,970,483 beschreibt eine Spule aus YBCO, die u. a. durch isostatisches Pressen und Sintern eines Rohrabschnittes und anschießendes Sägen hergestellt wurde, wobei bei der Bearbeitung keine Stabilisierung verwendet wurde. Daher ist die Handhabung und Bearbeitung derartiger Spulen mit äußerster Vorsicht durchzuführen und unterliegt einem hohen Risiko, daß hierbei irreparable Beschädigungen eingebracht werden.

Es bestand daher die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung von supraleitenden Spulen vorzuschlagen, mit dem es möglich ist, weitgehend oder gänztich rißfreie supraleitende Spulen aus massiven Materialien herzustellen, und die Spulen bezüglich ihrer supraleitenden Eigenschaften weiter zu verbessern. Vorzugsweise sollten diese Spulen keine metallische Ummantelung aufweisen.

Die Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren entsprechend Anspruch 1 und mit einer Spule entsprechend Anspruch 9,10 und 14.

Als Ausgangsmaterial für den Formkörper, der erfindungsgemäß behandelt wird, kommt ein Formkörper aus einem vorgebrannten, gesinterten oder nachgeglühten supraleitenden Material in Frage. Grundsätzlich müssen die Prozeßschritte des Vorbrennens wie z. B. Kalzinieren, des Sinterns und gegebenenfalls des Nachglühens, die in einem einzigen Brand oder in mehreren, u. U. auch wiederholten, Teilschritten durchgeführt werden, durchlaufen werden, um zu einem hochwertigen Supraleitermaterial zu gelangen. Andererseits kann zu Beginn des erfindungsgemäßen Verfahrens auch bereits von einem hochwertigen supraleitenden Material ausgegangen werden, das einen hohen Anteil an einer oder mehreren supraleitenden Phasen aufweist.

Das supraleitende Material enthält vorzugsweise mindestens eine der supraleitenden Phasen mit einer Zusammensetzung im wesentlichen auf der Basis (Bi, Pb)-Ea-Cu-O, (Y, SE)-Ea-Cu-O oder (TI, Pb)- (Ea, Y)-Cu-O, wobei Ea für Erdalkalielemente und insbesondere für Ba, Ca oder/und Sr steht. Hierbei weisen die auftretenden Phasen insbesondere eine Zusammensetzung auf von annähernd (Bi, Pb) 2 (Sr, Ca) 2Cu, Ox, (Bi, Pb) 2 (Sr, Ca) 3Cu20,.., (Bi, Pb) 2 (Sr, Ca) Cu30,..., <BR> <BR> <BR> <BR> (Y,SE), Ba2CU3Oy,, (Y, SE) 2Ba, Cu, Oy,, (TI, Pb) 2 (Ba, Ca) 2Cu, OZ., (TI, Pb) 2 (Ca, Ba) 3CuzOZ",<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> (TI, Pb) 2 (CaBa) 4Cu3Oz.., (Tl, Pb), (CaBa) 3Cu2Oz,., (Tl, Pb), (CaBa) 4Cu3Oz..,. In manchen Fällen empfiehit es sich, daß das supraleitende Material neben der oder den supraleitenden Phasen einen Gehalt an einer oder mehreren Verbindungen aufweist, die erst oberhalb von 950 °C schmelzen und sich nicht unterhalb von 950 °C zersetzen, insbesondere an BaS04, SrSO4 oder/und (Ba, Sr) SO4.

Besonders bevorzugt ist ein Supraleitermaterial, das möglichst stark texturiert und dabei möglichst so orientiert ist, daß die Plättchenebenen, die der Ebene der besten Supraleitfähigkeit entsprechen, weitgehend in Richtung des Spulenverlaufes ausgerichtet sind. Das ist insbesondere dann möglich, wenn ein im Schmelzguflverfahren, insbesondere ein in einem SchleuderguRverfahren hergestellter Formkörper verwendet wird. Insbesondere eignen sich Formkörper, die nach einem Verfahren wie in DE-A-38 30 092, EP-A-0 451 532, EP-A-0 462 409 oder/und EP-A-0 477 493 beschrieben hergestellt wurden ; diese Publikationen gelten aufgrund ihres Zitats als vollständig in die Beschreibung einbezogen.

Als Ausgangsgeometrie des supraleitenden Formkörpers ist ein Stab oder ein Rohr, ein Quader, ein Quader mit stark verrundeten Kantenbereichen oder eine ähnliche Geometrie, vor allem mit im wesentlichen zylindrischer Außengeometrie, geeignet.

Volikörper können durch mechanische Bearbeitung in entsprechende Hohlkörper überführt werden. Der Formkörper sollte ggbfs. eine möglichst gleichmäRige Wandstärke, insbesondere einen zylindrischen Hohlraum konzentrisch zu der Außenftäche, aufweisen. Grundsätzlich können jedoch auch andere Querschnitte für den Formkörper und den Hohiraum verwendet werden. Der Hohlraum muR nicht konzentrisch zu der Außenfläche liegen und muR nicht eine gleichmäRige Wandstärke aufweisen. Die zu fertigende Spule weist üblicherweise eine zylindrische oder im wesentlichen zylindrische Grundform auf. Diese Spule kann ggbfs. Form-und Winkelabweichungen insbesondere bezüglich der Abweichung von der Rundheit eines Zylinders und der Abweichung vom rechten Winkel der Zylinderachse von der Ebene, von der aus ein Winkel des Spulenganges aus bestimmt wird, aufweisen.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Herstellung von supraleitenden Spulen bzw. Spiralen aus Hohlkörpern, die unterschiedliche Supraleitermaterialien enthalten können und unterschiedliche Geometrien aufweisen können, besonders aber zur Herstellung von hochtemperatursupraleitenden Spulen (HTSL-Spulen) wie z. B. auf Basis von Wismut-Strontium-Calcium-Kupfer-Oxid. Die Spulen können aus Rohren oder ähnlichen Hohl-oder Vollkbrpern gefertigt werden und besitzen an ihren Enden bevorzugt Kontaktflächen, die vorzugsweise aus Silberblechen geformt werden.

Diese Kontakte können aber auch über eingebrannte Metallkontakte, Blechkontakte auf Basis anderer Metalle als Silber oder gegebenenfalls über keinerlei elektrisch leitende Kontaktflächen verfügen.

Supraleitende Körper der beschriebenen Art und Geometrie besitzen in der Regel einen elektrischen Gesamtwiderstand < 0,1 Ohm, gemessen bei Raumtemperatur, der vor Beginn der eigentlichen Arbeiten mittels einer 2-Punkt-Messung überprüft werden sollte. Da rohrförmige Körper, die aus oxidischen Supraleitermaterialien hergestellt wurden, überwiegend keramische Eigenschaften aufweisen, sind sie im Regelfall riR-und bruchanfällig, insbesondere bei einer weiterführenden mechanischen Bearbeitung. Aus diesem Grund ist es erforderlich, die supraleitenden oder bei weiterer thermischer Behandlung supraleitenden Körper, vorzugsweise BSCCO-Rohre, durch entsprechende Maßnahmen zumindest außen, ggbfs. auch innen zu stabilisieren. Je nach der Handhabung kann es bei nur außen stabilisierten Körpern dazu kommen, dafl die fertige Spule mehr An-oder/und Mikrorisse aufweist, die die Stromtragfähigkeit absenken, als eine auch innen stabilisierte Spule. Daher kann es vorteilhaft sein, auch die Schritte c) und f) des Patentanspruches 1 beim Herstellen zu nutzen.

Dazu wird vorzugsweise eine Außenstabi ! isierung auf die Oberfläche des Supraleiterrohres aufgebracht vor dem Einbringen von Ein-oder Durchschnitten zur Erzeugung der Spulengänge. Diese AuRenstabilisierung kann durch Umwicklung des Rohrkörpers mit geeigneten, selbstklebenden Bandern, mit klebstoffgetränkten, organischen bzw. anorganischen Geweben (z. B. Baumwollagen, Glasfasermatten, Hanfkordel), mit selbsthärtenden Ein-oder Mehrkomponenten-Klebstoffgemischen (z. B. Styrolharze, Epoxidharze), mit Verbundmaterialien auf Basis organischer- oder/und anorganischer Kleber-und Gewebekomponenten (z. B. Textilgewebe und Gipsmasse), durch Einkleben des Supraleiterrohres in paßgenaue Metall-, Holz- oder Kunststoffrohre bzw. durch Umgießen der Außenhülle des Supraleiterrohres mit niedrigschmeizenden Metallen, Metallegierungen, Kunststoffen oder/und anorganischen Bindern (z. B. auf Basis Zinn, Wood'sche Legierung, Wachs, Polyethylen PE, Gips, Zement) hergestellt werden. Bei Anwendung anorganischer Bindersysteme muR allerdings beachtet werden, dall diese meistens in wässriger Lösung suspensiert sind, so dafl vor deren Einsatz das feuchtigkeitsempfindliche Supraleitermaterial mit einer Lackschicht oder anderen wasserbeständigen Beschichtungen zu versiegeln ist.

Nach dem Auftrag der AuRenstabilisierung auf die Oberfläche des Supraleiterrohres kann eine Halterung eingepaRt werden, die hauptsächlich zum Einspannen des Supraleiterrohres in entsprechende Werkzeuge bzw. Werkzeugmaschinen (z. B.

Schraubstock, Drehbank) dient. Sie wird vorzugsweise in einen zylinderförmigen Hohlraum eingepaßt. Das Einpassen einer Halterung empfiehit sich insbesondere bei Rohrdurchmessern größer als etwa 30 bis 120 mm Außendurchmesser bzw. bei Rohrwandstärken kleiner als etwa 5 mm, ist aber sowohl von der Rohbruchfestigkeit des Materials, als auch den eingesetzten Kräften und der Geometrie abhängig. Da diese Halterung große Kräfte aufnehmen muß, insbesondere Scherkräfte, verursacht durch mechanische Bearbeitungsvorgänge, sollte sie zweckmäßigerweise aus einem dickwandigen metallischen Rohr, einer Vollmetallstange oder einem dicken metallischen Gewinderohr bestehen. Es können aber auch andere Materialien verwendet werden wie z. B. Holzstäbe, Vierkanthölzer, dickwandige Kunststoffrohre oder Vollstäbe aus Kunststoff. Alle Halterungen sollten bevorzugt, um ihre Aufgabe als Einspannhilfe erfüllen zu können, wenigstens 100 mm über die jeweiligen Enden des Supraleiterrohres hinausragen.

Die Verbindung des supraleitenden Rohres mit der darin befindlichen Halterung kann beispielsweise wie folgt vorgenommen werden : a) durch das Ausfüllen des Zwischenraumes mit seibsthärtenden Ein-oder/und Mehrkomponentenklebstoffmischungen, mit niedrigschmeizenden Metallen oder/und Metallegierungen, mit Kunststoffen, Wachs oder/und-nach Lackpräparation oder ähnlicher Abdichtung-mit anorganischen Bindersystemen, b) durch Umwicklung der Halterung mit selbstklebenden Bändern oder/und Verbundsystemen aus organischen-bzw. anorganischen Geweben, vorzugsweise kombiniert mit selbsthärtenden organischen-oder anorganischen Klebern, solange bis ein paßgenauer Zylinder entstanden ist, auf den das supraleitende Rohrstück aufgeklebt werden kann, c) durch Aufschrauben eines mit einer Innenbohrung versehenen Zylinderabschnitts aus Holz, Metall, Legierung oder Kunststoff, das über die Haiterung geschoben werden kann und paßgenau zum Innendurchmesser des supraleitenden Rohres gefertigt ist, so daR dieses dann darauf aufgeklebt werden kann, d) durch Einführen eines flexiblen Zylinderabschnitts, z. B. aus Weichschaumkunststoff oder Styropor, in den Raum zwischen der Halterung und der Innenwandung des supraleitenden Rohres, das dann-z. B. mittels geeigneter Schraubvorrichtungen-wie z. B. einer metallischen Halterung ausgeführt als Gewindestange, mit einer kreisförmigen metallischen Platte mit einem Durchmesser, der kleiner ist als der Innendurchmesser des supraleitenden Rohres, und einer Mutter auf der Gewindestange zum Niederdrücken der kreisförmigen Metallplatte- paßgenau in den auszufüllenden Zwischenraum hineingedrückt werden kann.

Wenn die Stabitisierungsmaßnahmen für das supraleitende Rohr abgeschlossen sind, kann auf der Außenverstärkung oder der Außenftäche des Formkörpers der vorgesehene Gewindeverlauf mit entsprechender Steigung aufgezeichnet werden.

Danach kann entweder die sofortige Durchtrennung des supraleitenden Materials entlang des vorgegebenen Spiralverlaufs erfolgen z. B. mittels Sägens, Drehens oder Fräsens bzw. insbesondere im Fall geringer Wandstärken des supraleitenden Rohres nach Entfernen der entsprechenden Außenverstärkung im Bereich der Spiralkennzeichnung z. B. durch Auflösung des Supraleitermaterials in geeigneten Säuren bzw. Laugen oder-nach Verfüllung der Außenschnitte und Entfernens des Innenkerns-durch Abdrehen des supraleitenden Materials, bis die von außen aufgebrachte Füllmasse sichtbar wird.

Da das supraleitende Material riß-und bruchanfällig ist, empfiehlt es sich, die eingearbeiteten Schnitte vorzugsweise umgehend zur Stabilisierung der Spule zu verfüllen. Hierbei kann zusätzlich oder alternativ ein Auftrag z. B. eines der nachfolgenden Klebstoffsysteme auf den Außenflächen des Supraleitermaterials erfolgen. Sowohl die Verfüllung der Einschnitte/Durchschnitte, als auch der Auftrag auf den Außenflächen wird im folgenden als Außenverstärkung bezeichnet. Der Auftrag auf den Innenflächen des Hohlraumes wird als Innenverstarkung bezeichnet. Diese Verstärkungen erfolgen zweckmäßigerweise z. B. durch Verwendung von selbsthartenden Ein-bzw. Mehrkomponentenklebstoffsystemen, die mit feinen Keramikpulvern wie z. B. Aluminiumnitrid, Siiiciumnitrid, Aluminiumoxid oder/und Siliciumdioxid vermischt sein können. Es können aber auch Klebstoffsysteme auf rein organischer Basis verwendet werden wie z. B. Kleber vermischt mit Holzmehl oder feinen Baumwoll-bzw. Hanfschnüren, die in die Schnitte eingefügt bzw. eingelegt und dann verklebt werden. Alternativ können auch Klebstoffsysteme auf anorganischer Basis wie z. B. Gips-oder Zementmischungen verwendet werden, wiederum unter der Voraussetzung einer zuvor durchgeführten Lackimprägnierung oder Beschichtung wie z. B. aus Kunststoffschmelzen aus Polyethylen PE oder Polyvinylchlorid PVC.

Nach AbschluR der Herstellung der AuRenverstärkung wird die im Inneren der rohrförmigen Spule befindliche Halterung entfernt und ggbfs. die Innenverstärkung.

Ist eine indirekte Durchtrennung des Supraleitermaterials durch weiteres, innenseitiges Abdrehen vorgesehen, so enffällt die Verfüllung etwaiger, schon frei voriiegender Schnitte. Anderenfalls werden die Schnittspalten vorzugsweise, wie schon zuvor bei den Außenschnitten geschehen, mit entsprechenden Materialien ausgefüllt. Gegebenenfalls wird die Außenverstärkung, die über den Außendurchmesser der Spule hinausragt oder/und die Innenverstärkung, die über den Innendurchmesser der Spule hinausragt, teilweise oder gänzlich abgearbeitet.

Die (restliche) AuRen-oder/und Innenverstärkung kann gegebenenfalls auch beim Anwender entfernt werden.

Die Außenverstärkung kann die Sputengänge auRerhalb der Einschnitte/ Durchschnitte zwischen den Spulengängen oder/und direkt zwischen den Spulengängen verbinden, oder/und eine Innenverstärkung kann mechanisch verstärken. Die Verwendung einer Verstärkung, bei der die Zwischenräume zwischen den angrenzenden Spulengängen nicht verfüllt sind, ist für eine bessere Kühiung günstig. Umgekehrt ist es für die mechanische Stabilität günstig, gerade diese Zwischenräume zwischen den angrenzenden Spulengängen verfüllt zu haben, da Spulen im Wechselfeld in der Regel vibrieren und somit mechanisch belastet sind. Die Verfüllung dieser Zwischenräume muß jedoch im wesentlichen mit einem nichtleitenden Material erfolgen, um Wirbelströme nicht zu verstärken. Die fertige Spule muß jedoch zumindest in den Zwischenräumen, am Außendurchmesser oder am Innendurchmesser verstärkt sein.

Zum Abschluß kann die Außenstabiiisierung in Abhängigkeit von ihrer Art und den Erfordernissen von der Oberfläche der supraleitenden Spule bzw. Spirale entfernt werden-also an den Kontaktf ! ächen für den elektrischen Anschluß-und kann daran anschießend nochmals der elektrische Gesamtwiderstandswert der Spule bei Raumtemperatur mittels einer 2-Punkt-Messung bestimmt werden, um sie auf ein Beeinträchtigung insbesondere durch Anrisse oder/und Risse zu prüfen.

Gegebenenfalls empfiehlt sich aus Gründen der Stabilität danach ein erneutes Aufbringen einer AuRenverstärkung, evtl. auf die metallisierten Kontaktbereiche.

Um Spulen mit mehreren möglichst konzentrisch angeordneten Wicklungen fertigen zu können, können Spulen mit entsprechend unterschiedlichen Durchmessern gewähft werden, deren Wicklungen in ausreichendem Abstand-mindestens 0,1 mm, vorzugsweise mindestens 0,3 mm-voneinander gehalten werden können, an ihren Enden fest und ohne Unterbrechung des supraleitenden Materials verbunden werden. Das kann beispielsweise nach einem Verfahren wie in EP-A-0 442 289 beschrieben erfolgen ; diese Publikation gilt aufgrund ihres Zitats als vollständig in die Beschreibung einbezogen. Hierbei können nichtleitende oder metallische Verstärkungen, insbesondere im Bereich um die Fügestellen, von Vorteil sein, um die mechanische Stabilität zu erhöhen.

Alternativ können mono-, bi-oder multifilare Spulen dadurch hergestellt werden, daß Einschnitte in einen Formkörper derart eingebracht werden, daR der resultierende Formkörper die Geometrie einer mono-, bi-oder multifilaren Spule aufweist. Die Einschnitte werden vorteilhaft entlang des vorgezeichneten Spiralverlaufs mittels mechanischer Trennvorgänge wie z. B. Sägen, Fräsen, Bohren, Drehen etc. eingebracht und anschließend mit einer der schon zuvor beschriebenen Klebstoffkombinationen ausgefüllt. Zur Herstellung der bi-bzw. multifilaren Spulengeometrie wird-nach Abschluß der oben beschriebenen Trennarbeiten-ein Spulenende mittels Sägen, Fräsen, Bohren, Drehen etc. bevorzugt so geteilt, daß- nach dem Einschneiden des gegenüberliegenden Spulenendes an weiteren Stellen -gegenlaufige Spiratgänge entstehen.

Das Einbringen von Einschnitten in einen Formkörper für bi-oder multifilare Spulen ist insoweit gegenüber dem Zusammenfügen von monofilaren oder z. B. in einem Sonderfall von zwei bifilaren Spulen von Vorteil, daß mögliche Qualitätseinbußen an der Fügestelle vermieden werden. Rechteckige Querschnitte der Spulengänge stören grundsätzlich nicht. Aus mechanischen Gründen ist es jedoch vorteilhaft, wenn die Kanten der Spuiengänge gebrochen werden (Fasen oder Verrundungen). Wegen der magnetischen Eigenschaften sind runde, möglichst kreisrunde, oder annähernd oktagonale Querschnitte der Spulengänge zu bevorzugen, verursachen aber bei der Herstellung einen erheblichen Mehraufwand.

Aus einem einzigen Formkörper mechanisch herausgearbeitete bi-oder multifilare Spulen können gegenüber zusammengefügten monofilaren Spulen von Vorteil sein, wenn es beim Fügen nicht gelingt, die Fügestelle gegenüber dem umgebenden supraleitenden Material homogen und gleichartig zugestalten. Beispielsweise können nicht-hochtemperatursupraleitende Bereiche in der Fügestelle vermieden werden.

Bifilare oder multifilare Spulen, die durch entsprechende Anordnung der Einschnitte in einem Formkörper oder durch Fügen von unterschiedlich großen Spulen hergestellt wurden, weisen hierbei den Vorteil auf, daß sich die magnetischen Eigenfelder der gegenüber liegenden Spulenabschnitte gegenseitig verringern bzw. aufheben können ; hierdurch können Induktionen und Wechselstromverluste weiter verringert werden.

Dies gilt sowohl für bi-oder multifilare Spulen, bei denen mindestens eine "monofilare"Spule einen geringeren Innen-oder/und Außendurchmesser hat als mindestens eine andere"monofilare"hiermit zusammenhängende Spule und gilt insbesondere für solche bi-oder multifilare Spulen, bei denen mindestens eine Spule einen Außendurchmesser aufweist, der geringer ist als der Innendurchmesser von mindestens einer anderen hiermit zusammenhängenden Spuie, als auch für solche bi-oder multifilaren Spulen, bei denen die Spulengänge mehrerer zusammenhängender Spulen den gleichen oder annähernd gleichen Innen- oder/und Außendurchmesser aufweisen und bei denen sich die in Längsrichtung der Spule die Spulengänge der verschiedenen"monofilaren"Spulen regelmäRig abwechseln. Bei letztgenanntem Typ sind aus Fertigungsgründen gleiche Innen- und Außendurchmesser zu bevorzugen.

Alle diese spiralförmigen Körper können als Spule oder auch in anderer Weise als supraleitende Spirale eingesetzt werden. Insbesondere kann eine erfindungs- gemäRe Spule als Halbzeug für die Herstellung von hochtemperatur-supraleitenden Transformatoren, Wicklungen, Magneten, Strombegrenzungen oder Stromzu- führungen verwendet werden. Derartige Spulen können als Transformatorenspulen auf der Sekundärseite eines Transformators oder als strombegrenzende Spulen, auch in z. B. bifilarer Ausführung, als resistive Strombegrenzer eingesetzt werden.

Sie können auch zur Verstärkung des Magneffeldes eines äußeren Magneten, insbesondere im Zentrum der Spule, als Innenspulen eingesetzt werden, während die äußeren Abschnitte der Spule auch aus Drähten gewickelt sein können, weil das Magnetfeld, das sich durch supraleitende Drahtwicklungen im inneren Teil der Spule erzeugen faßt, ggbfs. nicht ausreichend stark ist.

Für die Vermessung des Wechselstromverlustes können auch Spulen mit anderen Querschnitten als 5 x 5 mm verwerdet werden, da sich die Querschnitte entsprechend hierauf umrechnen lassen.

Beispiele : Beispiel 1 : Zur Herstellung der HTSL-Spule wurde ein hochtemperatursupraleitendes BSCCO- Rohr mit einem Innendurchmesser von 103 mm, einem Außendurchmesser von 113 mm und einer Länge von 100 mm eingesetzt. An den jeweiligen Enden des BSCCO- Rohres befanden sich Silberkontakte mit einer Höhe von 20 mm. Der elektrische Gesamtwiderstand des Rohres, bestimmt mittels einer 2-Punkt-Messung bei Raumtemperatur, betrug 0,1 Ohm. Nach dieser Widerstandsmessung wurde die Außenfläche des BSCCO-Rohres straff mit Isolierband des Typs TESA 4651 umwickelt. Dann erfolgte die Positionierung und Zentrierung der Metallhalterung im Innenteil des Rohres. Im Anschluß daran wurde der gesamte Rohrinnenraum mit einer Mischung aus Isocyanat und Polyether-Polyol ausgeschäumt. Nach einer Stunde erfolgte die Beseitigung des resultierenden, überstehenden Polyurethan- Hartschaummaterials. Anschließend wurde auf die äußere Isolierbandschicht ein Gewindeverlauf aufgezeichnet, dessen Steigung mit 7 mm festgelegt worden war.

Dann erfolgte das Einspannen des HTSL-Rohraufbaus in einen Schraubstock. Im Ansch ! uß daran wurde mitteis einer Eisensäge, in der sich ein Sägeblatt vom Typ LUX-PROFI-400780 befand, entlang des vorgezeichneten Gewindeverlaufs, das BSCCO-Material des Rohres vollstandig durchtrennt. Nach AbschluR der Sägearbeiten erfolgte die Reinigung der Sägeschnitte und deren Verfüllung mit einer Mischung aus Styroleinbettmasse vom Typ SCANDIPLAST 9101 und Aluminiumnitridpulver im Verhältnis 1 : 1. Nachdem diese Mischung ausgehärtet war, wurde zuerst die Metallstange aus dem Hartschaumkern herausgezogen und dann der Hartschaumkern selbst mittels eines Messers aus dem Innenraum der Rohrspule herausgeschnitten. Die nun innen teilweise noch freiliegenden Sägeschnitte wurden ebenfalls mit einer Mischung aus Polystyroleinbettmasse und Aluminiumnitridpulver 1 : 1 verfüllt. Nach dem Abbinden der Innensägeschnitt- verfüllung erfolgte die Entfernung des außen aufliegenden Isolierbandes und die erneute Messung des elektrischen Gesamtwiderstands bei Raumtemperatur. Dieser wies einen Endwert von 1,6 Ohm auf. Die kritische Stromdichte der Spule betrug bei 77 K 476 A/cm2.

Beispiel 2 : Zur Herstellung der HTSL-Spule wurde wiederum ein BSCCO-Rohr mit der Spezifikation wie bei Beispiel 1 eingesetzt. Die AuRenfläche des Rohres wurde nun mit einem 5 mm starken Mantel aus Glasfasergewebe und Epoxidharz versehen.

Dann erfolgte das Anbringen der Metallhalterung, das Ausschäumen des Rohrinnenraumes, die Aufzeichnung des Gewindeverlaufs, das Einsägen des BSCCO-Materials und die Verfüllung der Sägeschnitte mit der Styroleinbettmasse- Aluminiumnitridpulver-Mischung, wie unter Beispiel 1 beschrieben. Nachdem die Füllmasse ausgehärtet war, wurde das HTSL-Spiral-probestück in eine Drehbank eingespannt und der Epoxid-Glasfaserverbundmantel sowie die überstehende, ausgehärtete Füllmasse abgedreht. Anschießend erfolgte die Entfernung der Metallhalterung und des Hartschaumkerns wie unter Beispiel 1 beschrieben. Die Messung des Endwiderstands ergab einen Wert von 1,8 Ohm.

Beispiel 3 : Erneut wurde zur Herstellung der HTSL-Spule ein BSCCO-Rohr eingesetzt wie unter Beispiel 1 beschrieben. Nach Messung des Gesamtwiderstandes und Aufbringen der Isolierbandwicklung wurde der Rohrinnenraum mit einer Lackschicht überzogen. Dann wurde die Metallhalterung positioniert und zentriert. AnschlieRend wurde der Rohrinnenraum mit einer Modellgipsmasse ausgegossen. Die weitere Verarbeitung erfolgte wie unter Beispiel 1 beschrieben. Die ausgehärtete Gipsmasse wurde mittels eines kleinen Stecheisens aus dem Spiralrohrinnenraum entfernt. Der gemessene Endwiderstandswert der Spule lag bei 1,6 Ohm. Die kritische Stromdichte der Spule betrug bei 77 K 548 A/cm2.

Beispiel 4 : Für die Herstellung der HTSL-Spule wurde wiederum ein BSCCO-Rohr gemäß der Spezifikation, beschrieben unter Beispiel 1, verwendet. Dann erfolgte die Messung des Gesamtwiderstands und das Aufbringen der straff gespannten Isolierbandschicht auf die AuRenfläche des BSCCO-Rohres. Anschließend wurde die Positionierung der Metallhalterung vorgenommen, die nun zusätzlich mit einem Gewinde ausgestattet war und einen Durchmesser von 30 mm besaR. Nun erfolgte das Einsetzen eines zylinderförmigen Kunststoffweichschaumkörpers in der Weise, daR der mit einer Innenöffnung versehene Zylinder durch selbige auf die Metallhalterung aufgesetzt und entiang dieser in den Innenraum des Rohres abgesenkt wurde. Der Durchmesser der Innenöffnung des Kunststoffzylinders war gleich dem Außendurchmesser der Metallhalterung, wohingegen der Außendurchmesser des Zylinders 2 mm gröRer war, als der Innendurchmesser des BSCCO-Rohres. Zudem war die Länge des Kunststoffweichschaumkörpers 10 mm größer, a ! s die Länge des supraleitendes Rohres. Nach dem Einpassen des Kunststoffzylinders wurde eine Metallplatte (Materialstärke = 3 mm, Innenbohrung = 32 mm, AuRendurchmesser = 100 mm) über die Metallhalterung auf die Stirnseite des Zylinders aufgelegt. Anschließend erfolgte das Zusammenpressen des Kunststoffweichschaumkörpers mittels einer Mutter, die durch das Gewinde der Metallhalterung geführt wurde, so dall sich eine Versteifung des BSCCO-Rohres von innen mittels dieses Vorgangs ergab. Dann wurde die Bearbeitung gemma3 Beispiel 1 fortgeführt. Nachdem die Verfüllung der Sägeschnitte abgeschlossen war, erfolgte die Herausnahme des Weichschaumkunststoffkörpers aus dem Innenraum der Spule, so da (3 die unter Beispiel 1 beschriebenen Abschtußarbeiten vorgenommen werden konnten. Der Endwert des elektrischen Gesamtwiderstands betrug 1,9 Ohm.

Beispiel 5 : Erneut erfolgte der Einsatz eines BSCCO-Rohres gemäR der unter Beispiel 1 beschriebenen Spezifikation. Die Messung des Gesamtwiderstandes und die Verarbeitung wurden ebenfalls, wie unter Beispiel 1 aufgeführt, vorgenommen. Die Verfüllung der Sägeschnitte in diesem Beispiel erfolgte jedoch mit einer Mischung aus Styroleinbettmasse und Aluminiumoxidpulver im Verhältnis 1 : 1. Der Endwiderstand der HTSL-Spule betrug 1,8 Ohm.

Beispiel 6 : Gemma3 Beispiel 5, jedoch unter Verwendung einer Epoxidharz-Aluminiumnitrid- Pulvermischung im Verhältnis 1 : 1. Der Endwiderstandswert der HTSL-Spule betrug 1,7 Ohm.

Beispiel 7 : Wie unter Beispiel 1 beschrieben, jedoch ohne Silberkontaktflächen an den Enden des BSCCO-Rohres. Endwiderstandswert der HTSL-Spule 1,9 Ohm.

Beispiei 8 : Entsprechend Beispiel 1, aber unter Verwendung eines BSCCO-Rohres mit einem Innendurchmesser von 55 mm, einem Außendurchmesser von 70 mm und einer Länge von 200 mm. Die Höhe der Silberkontakte an den Enden des Rohres betrug 20 mm. Der Endwiderstandswert lag nach der Bearbeitung bei 1,1 Ohm.

Beispiel 9 : Herstellung einer bifilaren Spule entsprechend der in Beispiel 1 beschriebenen Grundverfahrensweise und unter Verwendung eines BSCCO-Rohres mit einem Innendurchmesser von 55 mm, einem Außendurchmesser von 70 mm und einer Länge von 200 mm. Zur Schaffung eines gegenläufigen Spiralgangs wurde der einfach geschnittene Spiralgang mit Klebstoffmasse verfüllt und dann erneut mittels einer Sage in einen zweiten Spiralgang unterteilt. Durch entsprechende Einschnitte am gegenüberliegenden Ende der Spule wurden die notwendige Stromzuführungen hergestellt. Die Höhe der Silberkontakte an den jeweiligen Enden des Rohres betrug 20 mm, der Endwiderstandswert nach erfolgter Bearbeitung lag bei 1,7 Ohm.

Die kritische Stromdichte Je der Spulen der oben aufgeführten Beispiele betrug bei 77 K mindestens 100 A/cm2, vorzugsweise mindestens 400 A/cm2 und besonders bevorzugt mindestens 500 A/cm2, bei 64 K mindestens 400 A/cm2 und bei 4 K mindestens 2000 A/cm2 bzw. vorzugsweise mindestens 5000 A/cm2.