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Anwendung der Mikrohärteprüfung zur Gefügecharakterisierung von Bi-haltigen 
Hochtemperatursupraleitern 
Ursula Schläfer, Klaus Fischer, Margitta Schubert, Christian Rodig 
Institut für Festkörper- und Werkstofforschung Dresden 
1. Einleitung 
Unter dem Aspekt möglicher technischer Anwendungen werden gegenwärtig verstärkt 
Anstrengungen unternommen, Hochtemperatursupraleiter in Form langer Bänder mit hoher 
Stromtragfähigkeit herzustellen. Dabei hat sich ein Verbundleiter aus [Bi,Pb]_Sr,Ca,Cu,O_ und 
Silber bzw. Silberlegierungen als aussichtsreich erwiesen. Für kommerzielle Anwendungen ist es 
jedoch erforderlich, die bisher für lange Leiter erreichten Werte der kritischen Stromdichte j. um den 
Faktor 3 bis 4 zu steigern. / 
Die kritische Stromdichte wird neben Größe und Orientierung der Körner, Fremdphasen- und 
Verunreinigungsanteil und Glätte der Grenzfläche zwischen Hülle und Kern, wie bereits in (1) 
dargestellt, wesentlich von der mechanischen Dichte der Kerne beeinflußt. Durch kleine Dichten 
wird der supraleitende Querschnitt verringert und der Korn-Korn-Stromübergang verschlechtert. 
Deshalb ist eine hohe mechanische Dichte eine notwendige Voraussetzung für hohe j.- Werte. Der 
Zusammenhang zwischen Kerndichte und Stromdichte wird u.a. von Yamada (2, 3) und Parrell (4, 5) 
diskutiert. 
Außerdem beeinflußt die Kerndichte das Verhalten der Bänder während der Kaltverformung. In © 
wird gezeigt, daß sich bei Kaltumformungsprozessen ein Maximum der Dichte von etwa 5 g/cm 
einstellt und eine weitere Verformung über diese Dichte hinaus zu Segregationen der Kerne in 
Gebiete unterschiedlicher Härte führen kann. Diese werden als eine mögliche Ursache für 
unerwünschte Durchmesserschwankungen der Kerne (Sausaging) und die Entstehung von Rissen 
angesehen. Deshalb ist es wichtig, die Dichteentwicklung während der Kaltverformung zu verfolgen, 
um Technologien auszuwählen, bei denen im Rohleiter eine Dichte erreicht wird, die nicht zu 
Sausaging und Rissen, andererseits aber zu einer hohen Dichte des endwärmebehandelten Leiters 
führt. Derartige Untersuchungen setzen voraus, daß eine Korrelation der Dichten vor und nach der 
thermomechanischen Behandlung besteht. Dies ist der Fall, wie in mehreren Arbeiten (2-7) 
nachgewiesen wurde. 
Die direkte Bestimmung der Dichte ist z.B. durch ein hydrostatisches Wägeverfahren (8) möglich, 
wird jedoch durch die sehr kleine Masse, hohe Porosität und Brüchigkeit der Kerne erschwert. Die 
meisten Dichtemessungen in der Literatur sind daher indirekter Art, wobei häufig die 
Mikrohärtemessung verwendet wird. So nutzen Yamada u.a. (2, 3) eine experimentell ermittelte 
Beziehung zwischen Mikrohärte und Dichte. Auch Larbalestier u.a. (4, 5) haben gezeigt, daß 
Dichtebestimmungen durch Mikrohärtemessungen möglich sind. 
Die Bestimmung der Dichte durch Mikrohärtemessungen unterliegt allerdings Einschränkungen. So 
können nur Proben verglichen werden, bei denen sichergestellt ist, daß die Härte nicht wesentlich 
von anderen Gefügeparametern beeinflußt wird, was in der Praxis schwer zu reaslisieren ist. 
Ein deutlicher Vorteil von Mikrohärtemessungen besteht darin, daß örtliche Inhomogenitäten erfaßt 
werden können und die direkte Kopplung mit einer Gefügebetrachtung möglich ist.