Hochtemperatur-SupraleiterHTS-Drähte und Bänder

Bisher sind zwei Verbindungen bekannt, die das technische und kommerzielle Potenzial für die Herstellung von HTS-Drähten haben: Diese sind Wismut-(Blei-)Strontium-Calcium-Kupfer-Oxid ((Bi,Pb)₂Sr₂Ca₂Cu₃O_10+x kurz BSCCO) mit einer Sprungtemperatur von Tc=110 K sowie Yttrium-Barium-Kupfer-Oxid (YBa₂Cu₃O_7-x) mit T_c=92 K (YBCO). Die Produktion flexibler und langer HTS-Leiter mit diesen beiden Materialien stellt die Forschung vor eine Vielzahl von Herausforderungen: so sind die keramischen Werkstoffe spröde und brüchig. Erst bei ausreichend kleinen Dimensionen erreichen sie, ähnlich wie Glasfasern, die notwendige Fle-xibilität. Zudem beeinflusst die Orientierung der Kristallstruktur (Textur) die Stromtragefähigkeit über mehrere Größenordnungen und auch Korngrenzen der kristallinen Struktur limitieren die erreichbaren Stromstärken. Nicht zuletzt bestimmt die Mikrostruktur darüber, bis zu welcher Magnetfeldstärke das HTS-Material supraleitend bleibt. Gerade in energietechnischen Anwendungen ist dieses kritische Magnetfeld oftmals die entscheidende Größe.

Während für die erste Generation, bei der dünne Langfasern in Metall eingebettet werden, ein industrielles Fertigungsverfahren verfügbar ist, konzentriert sich die Forschung zunehmend auf unterschiedliche Dünnschichttechnologien.