Koordinierte Einzelfoerderung zur Verfahrensentwicklung fuer texturierte HTSL-Massivmaterialien: Chemisch-physikalische Grundlagen zur HTSL-Material- und Verfahrensentwicklung Abschlussbericht

Abstract

The goal of the work is to contribute to better understanding of melt processing of bulk HTSC materials and to support the development of improved bulk materials for cryomagnetic applications. The phase equilibria in the quarternary system Y-Ba-Cu-O have been investigated in terms of composition, T and p(O_2). Relations which are directly connected with technological aspects are outlined in more detail. A modified melt texturing process was proposed which includes thermodynamically controlled solidification. Combining this with a seeding method, single domain YBaCuO monoliths of 25 mm diameter with high levitation forces up to 50 N (with a 25 mm 0.42 T SmCo magnet) and trapped fields up to 0.55 T at 77 K have been achieved. Critical currents of 30 kA/cm"2 in YBaCuO and 40 kA/cm"2 in NdBaCuO have been measured. A field of 3.5 T was trapped in the 1 mm gap of 20 mm minimagnet at 30 K. Materials of this quality are necessary for levitation applications and excitation in electric machines. (orig.)Aufgabe des Vorhabens war, zum besseren Verstaendnis der Schmelztexturierung und Kristallisation von massiven Hochtemperatursupraleitern beizutragen und dadurch die Entwicklung von Materialien fuer kryomagnetische Anwendungen zu unterstuetzen. Es wurden Phasengleichgewichte im System YBaCuO bei unterschiedlichen Sauerstoffparialdruecken aufgeklaert, Zusammenhaenge mit unmittelbaren technologischen Auswirkungen wurden herausgestellt. Auf dieser Grundlage wurde ein modifizierter Schmelztexturierungsprozess vorgeschlagen. In Kombination mit einer Keimvorgabe konnten eindomaenige YBaCuO Monolithe von 25 mm Durchmesser entwickelt werden. Diese zeigen hohe Levitationskraefte von 50 N (gegen einen 0,42 T SmCo Magnet, d_2=25 mm) and hohe eingefrorene Felder bis 0,55 T bei 77 K. Kritische Stroeme bis 30 kA/cm"2 werden in YBaCuO und bis 40 kA/cm"2 in NdBaCuO erreicht. Zwischen 2 Monolithen wurde ein Feld von 3,5 T bei 30 K eingefroren. Materialien dieser Qualitaet erfuellen Anforderungen fuer moegliche Levitationsanwendungen und fuer Anwendungen in elektrischen Maschinen. (orig.)Available from TIB Hannover: F97B1436+a / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekSIGLEBundesministerium fuer Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie, Bonn (Germany)DEGerman