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08.09.2016
Untersuchungen an MgB2-Hochtemperatursupraleiter-Drähten und -Bändern mit neuem Hüllwerkstoff und deren Gefüge-Eigenschafts-Korrelation
Margitta Schubert, Wolfgang Häßler, Christian Rodig, Marco Herrmann, Anna Urszula Kario, Juliane Scheiter, Heiko Prescher, Bernhardt Holzapfel, and Ludwig Schultz
Kurzfassung

Supraleitende MgB2-Drähte und Bänder größerer Leiterlänge wurden nach der Pulver-im-Rohr-Methode (PIT) hergestellt, wobei als Precursor-Werkstoff mechanisch legiertes nanokristallines Pulver bestehend aus Mg, B und MgB2 zum Einsatz kam. Es wurden sowohl Einkernleiter (EKL) als auch Mehrkernleiter (MKL) über Hämmern und Drahtziehen in einem neuartigen Hüllwerkstoff (ODS-Cu) umgeformt, dessen Vorteil auch in einer thermischen Stabilisierung des Leiters liegt.

Metallographische Untersuchungen an den Rohleitern als auch an wärmebehandelten Leiterproben sollten dazu beitragen, den Herstellungsprozess der Leiter zu überwachen und Aufschluss über wichtige Parameter wie Härte und Duktilität von Hülle und Filament während des Umformprozesses und deren Einfluss auf die Finaleigenschaften der Leiter zu geben. Die metallographischen und rasterelektronenmikroskopischen Untersuchungen (REM) der Mikrostruktur erfolgten an Längs- (LS) und Querschliffen (QS) und ermöglichten die Herstellung von Gefüge-Eigenschaftskorrelationen, daraus resultierend konnten wichtige Rückschlüsse auf die Erzielung eines optimalen Leiterdesigns und sehr guter elektrischer Eigenschaften am fertigen Leiter gezogen werden. Durch Wärmebehandlungen der kaltverformten Leiter im Temperaturbereich von 500–650°C wurden sehr gute supraleitende Eigenschaften eingestellt mit Sprungtemperaturen (Tc) von 36 K und kritischen Stromdichten (jc) von 104 A/cm2 in Feldern von 11 T (Feld parallel zum Band), gemessen bei 4,2 K. Mit diesem neuartigen Hüllwerkstoff konnte ein Leiter von über 100 m Länge hergestellt werden.

 

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Margitta Schubert, Wolfgang Häßler, Christian Rodig, Marco Herrmann, Anna Urszula Kario, Juliane Scheiter, Heiko Prescher, Bernhardt Holzapfel, and Ludwig Schultz (2012). Investigations on High Temperature MgB2 Superconductor Wires and Tapes with New Sheath Materials and the Correlation of Their Microstructures and Properties. Practical Metallography: Vol. 49, No. 1, pp. 5-14. doi: 10.3139/147.110159 © Carl Hanser Verlag GmbH & Co. KG ISSN 0032-678X

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