Technology comparison YBCO-BPSCCO tape conductors. Final report
Description
Long lengths YBCO conductors have been developed using the IBAC-process on non-textured metallic substrates. Scaling of the preparation process towards longer lengths, better current capability, the investigation of conductor properties relevant for applications and the fabrication and test of YBCO trial coils where the targets. A reel-to-reel system using cooled rolls for the IBAD buffer layer deposition has been installed and tested with lengths up to 23 m. The texture of the IBAD-YSZ buffer is typical 11-13 . For the PLD-YBCO deposition rates of 50 nm x m2 / h have been reached. Tapes with width ranging from 4 mm to 10 mm and length up to 10 m have been coated. The critical current or quench current is typically 100 to 200 A/cm corresponding to engineering current densities of 100 to 200 A/mm2. In length up to 9 m values of 300 A/cm or 300 A/mm2 have been reached. Concerning conductor characterisation several measurements were performed: critical current in long lengths and short samples, magnetic field and temperature dependence of critical current, tensile and bending properties as well as ac losses. With respect to the field dependence of the critical current and the ac losses in parallel field YBCO-tapes show clearly better performance then 2223 BPSCCO tapes. Die use of a stainless steel substrate yields excellent mechanical properties, thus further mechanical stabilisation is not required. Still not solved is the problem of quenching of the conductor, which for some applications is not desired. This requires further development towards electrical stabilisation For the first time coil windings fabricated using a winding machine were realised. A self-constructed laboratory-scale winding machine has been used. Investigations concerning contact techniques, layer insulation and coil impregnation had to be performed. 2 YBCO pancake coils and a similar 2223 BPSCCO pancake coil have been fabricated and first electrical dc current measurements have been performed. (orig.)
Availability note (English)
Available from INIS in electronic formAbstract (German)
Zur Entwicklung von YBCO-Leitern in langen Laengen wurde das IBAD-Konzept auf nicht-texturierten Metallbaendern verfolgt. Schwerpunkt der Arbeiten war die Skallerung der Prozesse auf groessere Laengen, die Verbesserung der Stromtragfaehigkeit, die Untersuchung der anwendungsrelevanten Leitereigenschaften sowie der Bau und Test von YBCO-Versuchsspulen. Ein kontinuierliches Rollen-Transportsystem mit gekuehlten Walzen fuer die IBAD-Pufferschichten-Deposition wurde installiert und an Bandlaengen bis 23 m erprobt. Die Texturierung der IBAD-YSZ Schichten betraegt dabei typisch 11-13 . Bei der PLD-YBCO-Beschichtung wurden Depositionsraten von 50 nm x m2 / h erreicht. Weiterhin wurden YBCO-Bandleiter mit Breiten zwischen 4 mm und 10 mm sowie Laengen bis zu 10 m beschichtet. Der kritische Strom bzw. Quenchstrom pro Leiterbreite betraegt typisch 100 bis 200 A/cm, was technischen Stromdichten von 100 bis 200 A/mm2 entspricht. In Teilstuecken von 9 m Laenge konnten Stromtragfaehigkeiten von 300 A/cm bzw. 300 A/mm2 erreicht werden. Im Bereich der Leitercharakterisierung wurden Messungen des kritischen Stroms an langen Laengen sowie Kurzproben, der Magnetfeld- und Temperaturabhaengigkeit des kritischen Stroms, der mechanischen Zug- und Biegefestigkeit sowie der AC-Verluste durchgefuehrt. Insbesondere bezueglich der Magnetfeldvertraeglichkeit sowie der AC-Verluste im parallelen Feld zeigten die YBCO-Leiter deutlich besseres Verhalten als 2223 BPSCCO-Leiter. Die Verwendung von Stahlbaendem als Substrat bewirken eine intrinsische mechanische Festigkeit des YBCO-Bandleiters, sodass anders als bei 2223 BPSCCO-Leitern keine weiteren Massnahmen zur mechanischen Stabilisierung notwendig sind. Ein momentan ungeloestes Problem ist das fuer manche Anwendungen unerwuenschte Quenchverhalten von YBCO-Leitern. Hier sind die Entwicklung von Massnahmen zur elektrischen Stabilisierung notwendig. Es konnten erstmals maschinell gewickelte Versuchsspulen hergestellt und geprueft werden. Dazu wurde eine Labor-Wickelanlage aufgebaut, eine geeignete Kontaktierungstechnik entwickeit und Vorversuche zur Lagenisolation und Spulenimpraegnierung durchgefuehrt. 2 YBCO-Scheibenspulen und eine baugleiche 2223 BPSCCO-Scheibenspule wurden als Testobjekte hergestellt. An den Spulen konnten erste elektrische Messungen mit Gleichstrom durchgefuehrt werden. (orig.)
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Additional details
Additional titles
- Original title (German)
- Technologievergleich BPSCCO-YBCO-Bandleiter. Abschlussbericht
Publishing Information
- Imprint Pagination
- 42 p.
- Report number
- INIS-DE--0091
INIS
- Country of Publication
- Germany
- Country of Input or Organization
- Germany
- INIS RN
- 34055026
- Subject category
- S75: CONDENSED MATTER PHYSICS, SUPERCONDUCTIVITY AND SUPERFLUIDITY;
- Descriptors DEI
- AC LOSSES; BARIUM OXIDES; BISMUTH OXIDES; CALCIUM OXIDES; COMPARATIVE EVALUATIONS; COPPER OXIDES; CRITICAL CURRENT; ELECTRIC CONDUCTIVITY; HIGH-TC SUPERCONDUCTORS; LAYERS; LEAD OXIDES; MECHANICAL PROPERTIES; STRONTIUM OXIDES; SUPERCONDUCTING COILS; YTTRIUM OXIDES
- Descriptors DEC
- ALKALINE EARTH METAL COMPOUNDS; BARIUM COMPOUNDS; BISMUTH COMPOUNDS; CALCIUM COMPOUNDS; CHALCOGENIDES; COPPER COMPOUNDS; CURRENTS; ELECTRIC COILS; ELECTRIC CURRENTS; ELECTRICAL EQUIPMENT; ELECTRICAL PROPERTIES; ENERGY LOSSES; EQUIPMENT; EVALUATION; LEAD COMPOUNDS; LOSSES; OXIDES; OXYGEN COMPOUNDS; PHYSICAL PROPERTIES; STRONTIUM COMPOUNDS; SUPERCONDUCTORS; TRANSITION ELEMENT COMPOUNDS; TYPE-II SUPERCONDUCTORS; YTTRIUM COMPOUNDS
Optional Information
- Contract/Grant/Project number
- Foerderkennzeichen BMBF 13N7876
- Funding organization
- Bundesministerium fuer Bildung und Forschung, Berlin (Germany)