Prakt. Met. Sonderband 38 (2006) 503 
REM- und metallographische Untersuchungen an supraleitenden 
lass” MgB,- Biindern mit mechanisch legiertem Precursor-Pulver 
Bsiechn M. Schubert, W. HiBler, Ch. Rodig, O. Perner, M. Herrmann, B. Holzapfel, L. Schultz 
‘ Disser- Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung (IFW) Institut für Metallische Werkstoffe, 
’ Dresden 
n“, 
zen“, 
Kurzfassung 
Die Herstellung von supraleitenden MgB,-Béndern erfolgte nach der Pulver-im-Rohr-Methode 
(PIT), wobei als Precursor-Werkstoff mechanisch legiertes nanokristallines Pulver bestehend aus 
Mg, B und MgB; zum Einsatz kam. Es wurden sowohl Einkernleiter (EKL) als auch Mehrkernleiter 
(MKL) in unterschiedlichen Hiillwerkstoffen präpariert. REM- und metallographische 
Untersuchungen an unterschiedlichen Precursor-Pulvern sollten dazu beitragen, geeignete Bor- 
Sorten fiir die Leiterherstellung zu testen und auch die Probleme bei der Leiterherstellung, die sich 
aus dem großen Unterschied der Härte von Hiille und Filament ergeben, zu untersuchen. Die REM- 
Untersuchung von Reaktionsschichten zwischen Hiille und Filament bzw. der auftretenden 
Fremdphasen nach den Glithbehandlungen (EDX, WDX) trugen dazu bei, wichtige 
Schlussfolgerungen fiir die technologische Verarbeitung und Eigenschaftsoptimierung zu ziehen. 
Durch Glihungen der kaltverformten Leiter im Temperaturbereich von 500-600°C konnten 
optimale supraleitende Eigenschaften eingestellt werden mit Sprungtemperaturen (Tc) von 36K 
und kritischen Stromdichten (jc) an Einkernleitern von bis zu 63kA/cm? und 15kA/cm? in Feldern 
von 7,5T bzw. 10T, gemessen bei 4,2K. 
1. Einleitung 
Das seit 1954 bekannte Material MgB, wurde erst im Jahr 2001 als Supraleiter mit einer einfachen 
Kristallstruktur mit nur 2 Komponenten, und einer hohen Sprungtemperatur von 39K, entdeckt [1]. 
MgB, ist ein kostengiinstiger supraleitender Werkstoff fiir die Anwendung im Temperaturbereich 
von 20-30K und geeignet fiir potentielle Anwendungen wie Kernspinresonanztomographie (MRI) 
und Transformatoren. Zur Verbesserung der intrinsischen Eigenschaften des MgB, und damit 
verbunden der Verbesserung der elektrischen Eigenschaften der fertigen supraleitenden Bänder 
wurde das Verfahren des mechanischen Legierens (MA) als Herstellungstechnologie für die 
Precursor-Pulver gewählt. Als Vorteil für die Herstellung der Bandleiter hat sich dabei die höhere 
Reaktivität des Pulvers und damit im Zusammenhang die um ca. 300°C niedrigere anzuwendende 
Reaktionstemperatur für die Leiter, gegenüber den konventionell aus fertigen MgB,-Pulvern 
hergestellten Leitern, gezeigt [2]. Die gewihlte Herstellungsmethode der MgB,-Bandleiter (PIT) 
eignet sich besonders fiir die Herstellung von Verbundwerkstoffen, die aus einer Pulverkomponente 
bestehen, aber in einen bandférmigen duktilen Endzustand überführt werden sollen 
2. Experimentelles 
Es konnte festgestellt werden, dass nanokristallines MgB,-Pulver, das iiber mechanisches Legieren 
hergestellt wurde (Bild 1), verbesserte supraleitende Eigenschaften zeigt und das die daraus 
hergestellten Leiter wegen der verbesserten Reaktivität bei niedrigeren Temperaturen reaktions-