Verbundprojekt: Filamentierte Hochtemperatur-Supraleiter-Bänder für die Fusion; Teilprojekt: Entwicklung der Technik zur Herstellung von hochtemperatur-supraleitenden Schichten auf filamentierten Substratbändern

Im Projekt wird ein spezielles dreidimensional filamentiertes Metallsubstrat entwickelt, das für die Herstellung von hochtemperatur-supraleitenden Bandleitern für die Fusionsenergieerzeugung geeignet ist. Dazu werden dünne Schichten aus hochtemperatur-supraleitenden Kupraten auf dem filamentierten Metallband abgeschieden, was zu einem mehrfach filamentierten Bandleiter führt. Diese Art von Bandleiter eignet sich hervorragend sowohl für Anwendungen in hohen Magnetfeldern wie Tokamak-Fusionsmagneten und Wechselstromanwendungen, z.B. in elektrischen Flugzeugmotoren. Das Hauptziel des Projekts ist es, die Methode zur Herstellung langer filamentierter Metallsubstrate von Subra A/S und die innovative Technik der schrägen Substratabscheidung (ISD - Inclinded Substrate Deposition) von THEVA zu einem leistungsstarken neuen Produkt zu kombinieren, das problematische Abschirmströme begrenzt, die durch das große Breite-Dicke-Verhältnis der Bänder entstehen und zu hohen mechanischen Belastungen in hohen Magnetfeldern führt. Nicht zuletzt können durch die Filamentierung der Bandleiter auch Wechselstrom-Verluste im Supraleiter signifikant reduziert werden. THEVA wird im Rahmen dieses Projektes seine Beschichtungsprozesse zur Herstellung der Bandleiter so optimieren, dass eine optimale Trennung der einzelnen Filamente bei hoher Stromtragfähigkeit und minimalen Wechselstrom-Verlusten erreicht wird. Ergebnisse der Beschichtungsversuche werden als Feedback den Projektpartnern Subra A/S und Etch A/S zur Verfügung gestellt, um die Filamentierungsprozess kontinuierlich zu verbessern. Die Versuche erfolgen zunächst auf kurzen Bändern, dann auf Bandlängen, die relevant für eine industrielle Produktion sind. Außerdem soll ein Prozess zur Beschichtung einer elektrischen Stabilisierung aus Kupfer entwickelt werden, der gegebenenfalls ein Current Sharing zwischen den Filamenten erlaubt, die Wechselstrom-Verluste aber nicht negativ beeinflusst.