PROCEDIMIENTO PARA LA PREPARACIÓN DE UN SUBSTRATO CONFORMADO PARA UN CONDUCTOR RECUBIERTO Y CONDUCTOR RECUBIERTO UTILIZANDO DICHO SUBSTRATO.

Procedimiento para la preparación de un substrato conformado para un conductor recubierto y conductor recubierto utilizando dicho substrato. El presente invento se refiere a un procedimiento para la preparación de un substrato conformado para un conductor recubierto, en particular, a un procedimiento que permita una mayor libertad de conformación de los substratos y, en consecuencia, del conductor recubierto, así como a un conductor recubierto utilizando dicho substrato. Los conductores recubiertos tienen una forma de gran longitud tal como una cinta o una banda, y se componen, generalmente, de un substrato, una capa activa de material superconductor a temperatura elevada y un número variado de capas tampones entre el substrato y la capa superconductora. Las capas tampones sirven para compensar las variadas propiedades diferentes de los materiales utilizados. Aunque no restringidos a ello, habitualmente se utilizan convencionalmente los superconductores de tipo cuprato de bario y de tierra rara de fórmula REBa2Cu3Oy -x en la producción de conductores recubiertos. Un miembro particular de los mismos es el conocido por la referencia YBCO-123, en el que la combinación numérica 123 representa la relación estequiométrica de los elementos Y, Ba y Cu. Un problema importante de la producción de conductores recubiertos es la orientación cristalográfica de los granos de cristal del material superconductor. Con el fin de obtener un buen rendimiento superconductor, por ejemplo, en términos de densidad (Jc) de corriente crítica y de corriente (Ic) crítica, el material superconductor debería tener un alto grado de orientación o textura con los granos de cristal individuales orientados esencialmente en paralelo y con una inclinación mutua tan pequeña como sea posible. Preferiblemente, la capa superconductora tiene una textura biaxial con los granos de cristal alineados, a la vez, en la misma dirección con respecto al plano superficial (alineación a-b) y perpendicularmente al plano (alineación de eje c). La calidad de la textura biaxial se expresa típicamente en términos de ángulo de desorientación cristalográfica grano a grano en el plano y fuera del plano, que refleja el grado de inclinación de los granos de cristal individuales entre sí. Cuanto menor sea el ángulo de desorientación, mejor será la textura (más definida) la textura de la capa. Habitualmente, el grado de textura se determina mediante difracción por rayos X especificando la función de distribución de la orientación de los granos de la capa en el plano y fuera del plano. Basándose en los datos de los rayos X, se pueden obtener los valores del máximo (FWHM) de anchura total a media del escaneo () phi en el plano y de la curva (w) oscilante fuera del plano. Cuanto menor sea el respectivo valor FWHM, más definida será la textura. La orientación de la capa a ser recrecida puede conseguirse por crecimiento epitaxial. El crecimiento epitaxial se refiere a un proceso en el que la capa a ser recrecida adopta la orientación cristalográfica del substrato o la capa sobre la cual se ha recrecido. Existen dos tipos de epitaxia: la homoepitaxia que se refiere al crecimiento de una capa sobre un substrato del mismo material, y la heteroepitaxia que se refiere al crecimiento de una capa sobre un substrato de material diferente. Es decir, la orientación cristalográfica de la capa recrecida se relaciona directamente con la orientación cristalográfica de la capa subyacente sobre la cual se ha depositado la capa. En consecuencia, para la calidad de orientación (textura) de una capa a ser recrecida de modo epitaxial, es decisiva la calidad de orientación de la capa subyacente, la capa modelo. Existen corrientemente dos procedimientos principales para conseguir la textura requerida. Según el primer procedimiento, se deposita una capa tampón altamente texturada sobre un substrato policristalino, orientado aleatoriamente, por procedimientos de recubrimiento físico controlado, que requieren un alto vacío tal como la deposición (IBAD) asistida por haz de iones. La capa tampón altamente texturada sirve para transferir la textura deseada a la capa superconductora recrecida sobre la capa tampón. Tales técnicas de deposición con alto vacío requieren un equipo costoso. Además, es difícil recubrir un substrato de gran longitud. Según el segundo procedimiento, se utiliza un substrato altamente texturado, que pueda obtenerse por elaboración mecánica, por ejemplo, por RABIT (texturación biaxial de substratos asistida por laminación). En este caso, la textura del substrato se transfiere a la capa tampón y, luego, a la capa superconductora depositada sobre la misma. Puesto que este procedimiento utiliza crecimiento epitaxial, ya no se necesita más aplicar un procedimiento de deposición controlada tal como la IBAD para obtener una capa tampón con la orientación deseada. El presente invento se refiere al segundo procedimiento basado en un substrato texturado apropiadamente. 2   Existe una pluralidad de métodos de deposición conocidos para recrecer capas tampones sobre un substrato texturado (biaxialmente). Ejemplo de ello son los procedimientos por vacío tales como la deposición por láser pulsatorio, deposición por vapor físico, evaporación y bombardeo por haz de electrones, así como procedimientos sin vacío tales como deposición (MOCVD) por vapor de reactivo químico metálico y deposición (CSD) por solución química. Según el presente procedimiento de producción de un conductor recubierto, la calidad de la textura del substrato es una característica esencial para permitir la formación de una capa activa de material superconductor a alta temperatura de buen rendimiento superconductor. Si la textura del substrato es de mala calidad, no es posible obtener una capa activa con la deseada orientación bien alineada, que es un requisito previo de las propiedades superconductoras. No obstante, utilizando un substrato texturado existe el inconveniente de que la forma final del conductor recubierto ya está fijada. Una vez que un substrato ha sido texturado, ya no es posible conformarlo adicionalmente por deformación y recocido, porque los defectos introducidos durante la conformación anulan la deformación durante el recocido subsecuente, destruyendo, por ello, la textura. No obstante, como se ha expuesto más arriba, no es posible recrecer una capa bien orientada, capa tampón y capa activa, respectivamente, por crecimiento epitaxial sobre un substrato o capa subyacente con textura de mala calidad y/o defectuosa. Por lo demás, el texturado del substrato se lleva a cabo actualmente por procesado mecánico, que requiere una superficie plana y regular. En consecuencia, si el substrato se conforma previamente al procesado, por ejemplo, en forma de superficie curvada irregularmente tal como una forma redonda o poligonal, resulta difícil el procesado mecánico para el texturado o, incluso, ya no es posible. Esto significa que, en los procedimientos actuales, se evita conformar un substrato ya texturado anteriormente, lo que restringe las aplicaciones a las que se adaptan la forma de cinta plana del substrato, lo cual restringe considerablemente el campo de aplicación. El documento de la patente US 6.114.287 revela un método para deformar mecánicamente un tampón metálico dúctil depositado epitaxialmente sobre una superficie texturada para minimizar o eliminar irregularidades superficiales a la vez que se mantiene la textura biaxial de la capa tampón. El método incluye las etapas de depositar una capa epitaxial de un tampón metálico sobre un substrato texturado biaxialmente; y deformar la capa epitaxial entre superficies alisadas. Así, pues, un objeto general de este documento es alisar una capa depositada epitaxialmente sobre un substrato texturado. Otro objeto de este documento es proporcionar un método para preparar un substrato, que tenga un precursor hts densificado por densificación entre superficies alisadas. No obstante, según todos los ejemplos, los substratos recubiertos tratados mantienen la geometría superficial plana inicial. El documento WO 03/019589 A1 se refiere a un procedimiento para obtener un conductor recubierto con una configuración de bobina. Según este documento, se considera difícil obtener dicha configuración de bobina simplemente enrollando una cinta de conductor recubierta debido a la fragilidad de las capas. Según este documento, se supera este problema depositando directamente las respectivas capas con configuración de bobina sobre la primera. Es decir, la configuración de bobina está inscrita sobre la primera por una técnica de deposición tal como IBAD (deposición asistida por haz de iones). No se revela conformación alguna del substrato recubierto. El documento DE 197 24 618 A1 se refiere a un superconductor tubular corrugado compuesto de un soporte metálico tubular sobre el... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para preparar un substrato conformado con una superficie curvada apropiado para la producción de conductores recubiertos, que comprende las etapas de proporcionar un substrato texturado con una superficie plana con una o más capas tampones texturadas, caracterizado por someter al substrato recubierto con la capa tampón inicial a una etapa de conformación, donde el substrato es conformado para tener una superficie transversal redonda, elíptica o poligonal, y proporcionar una capa tampón adicional texturada sobre la capa tampón inicial por crecimiento epitaxial. 2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que se utiliza un substrato que tiene una textura biaxial. 3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, en el que se utiliza el mismo material para capa inicial más alta y para capa tampón adicional. 4. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la etapa de conformación es por lo menos una seleccionada entre laminación, estirado y soldadura. 5. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el material para las capas inicial y tampones adicionales es por lo menos uno seleccionado entre el grupo consistente en MgO, bióxido de circonio estabilizado con óxido de itrio, (Ce1-2REZ)O2 donde 0 z 0,5, REMnO3 yRE2-xB2+xO7 donde 0,4 x +0,7 y siendo RE por lo menos un elemento seleccionado entre La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm,Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Y, Tm, Yb y Lu, y siendo B por lo menos uno seleccionado entre Zr y Hf. 6. Substrato conformado con una sección transversal redonda, elíptica o poligonal, que se puede obtener por un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes. 7. Substrato conformado según la reivindicación 6, que comprende una capa activa de crecimiento epitaxial de material superconductor. 8. Substrato conformado según la reivindicación 6 o 7, que comprende además una o más capas tampones adicionales. 9. Substrato conformado según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, en el que el material superconductor para la capa activa es del tipo REBa2Cu3O7-x siendo RE por lo menos un elemento seleccionado entre La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Y, Tm, Yb y Lu. 10. Substrato conformado según la reivindicación 9, en el que la RE es por lo menos Y. 11. Substrato conformado según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 10, que comprende además una o varias capas metálicas de protección y/o una o más capas aislantes adicionales. 12. Substrato conformado según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 11, en el que el substrato conformado es un alambre se sección transversal redonda, elíptica o poligonal. 13. Utilización de un substrato conformado según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 12, para la producción de un conductor recubierto. 14. Utilización de un substrato recubierto según la reivindicación 13, para la producción de un conductor recubierto con una capa de protección. 8