Die Supraleitfähigkeit von Magnesiumborid wurde im Jahr 2001 entdeckt. Seine Sprungtemperatur liegt bei 39 deg K. Als Kühlmittel können deshalb flüssiger Wasserstoff oder flüssiges Neon eingesetzt werden. Außerdem ist mit Kryokühlern eine Kühlung bis unter 20 deg K möglich. Magnesiumborid ist in der Herstellung 10- bis 20-mal billiger als Hochtemperatursupraleiter. Dabei ist der Supraleitungsmechanismus vergleichbar mit dem der Tieftemperatursupraleiter. Aus dem Material können Drähte hergestellt werden, die dem industriellen Standard entsprechen. Die Herstellungskosten nähern sich derzeit denen der klassischen Tieftemperatursupraleiter NbTi oder Nb3Sn. Aktuell liegen die besten Anwendungsmöglichkeiten für Magnesiumborid bei Magnetfeldern mit Feldstärken zwischen 1 und 5 Tesla und Kühltemperaturen zwischen 15 und 25 Kelvin. Wissenschaftler vom Forschungszentrum Karlsruhe arbeiten gemeinsam mit der NASA an einem Weltraumprojekt, in dem die Stromzuführungen des XRS-Kalorimeters des Astro-E2-Satelliten aus dem Material mittels der Pulver-in-Rohr-Technik gefertigt werden. Da sie während des Raketenstarts großen Kräften ausgesetzt sind, müssen sie eine entsprechende Festigkeit haben und werden deshalb mit Stahl ummantelt. Ihre Zugfestigkeit beträgt 800 Mpa bei einem Durchmesser von 0,3 mm. Aufgrund seines geringen Gewichtes eignet sich der Supraleiter auch für andere weltraumspezifische Anwendungen: Abschirm-Magnetspulen, Motoren und Kühlanlagen. Am Forschungszentrum Karlsruhe wurde weiterhin ein Draht (Durchmesser 50 Mikrometer) für die Flüssig-Wasserstoff-Technologie hergestellt. Dieser kann in flüssigem Helium bei 4,2 Kelvin Ströme von mehr als einem Ampere leiten. Es gibt jedoch in der Forschung und Entwicklung der Magnesiumborid-Drähte viel zu tun, denn um NbTi beim 20-K-Betrieb zu ersetzen, muss die Leiter-Performance noch verbessert werden.
Magnesiumborid - ein neuer Supraleiter für die Weltraumtechnik. Exzellente Anwendungsmöglichkeiten des neuen Supraleiters in der Weltraum- und Wasserstofftechnologie
Laser Magazin ; 2 ; 45
2005
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