Einsatz von Hochtemperatur-Supraleitern in der Magnetschwebetechnik

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis und Symbolangaben

1. Einleitung

2. Das Grundphänomen der Supraleitung
2.1 Das Verschwinden des elektrischen Widerstandes
2.2 Die kritischen Einflussgrößen der Supraleitung
2.3 Abgrenzung der Supraleiter I. und II. Art
2.4 Quantenmechanische Erklärungsansätze

3. Hochtemperatur-Supraleiter für technische Anwendungen
3.1 Technisch relevante Materialien
3.2 Aufbau supraleitender Drahtwicklungen
3.3 Schutzvorkehrungen supraleitender Magnetspulen

4. Einsatzgebiete von Supraleitern in der Magnetschwebetechnik
4.1 Konventionelle Niedrigtemperatur-Supraleiter
4.1.1 Der japanische JR-Maglev
4.1.2 Das Maglev-2000 Projekt
4.2 Hochtemperatur-Supraleiter
4.2.1 Das Maglev-Cobra Projekt
4.2.2 Der SuperTrans II
4.2.3 Modifikationen am JR-Maglev

5. Zusammenfassung und Diskussion

Literaturverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abb.1: Vergleich des Widerstands-Temperatur-Ganges für normalleitende und supraleitende Werkstoffe

Abb.2: Kritische Oberflächengrößen eines Supraleiters

Abb.3: Meißner-Ochsenfeld-Effekt eines kugelförmigen Supraleiters

Abb.4: Shubnikov-Phase eines Supraleiters II. Art im Intervall Bc1 < B < Bc2

Abb.5: Magnetisierungskurven Supraleiter I. und II. Art

Abb.6: Cooper-Paare im supraleitenden Zustand

Abb.7: Übersicht Entdeckung wichtigster Supraleiter mit Tc und Entdeckungsjahr

Abb.8: Partieller Übergang eines Supraleiters in Normalleitung (links); Querschnitt eines NbTi-Vielkernkabels vor Kaltziehprozess (rechts)

Abb.9: Schematischer Schichtaufbau eines YBCO-Bandleiters

Abb.10: Innerer Aufbau eines japanischen Maglev-Zugs

Abb.11: Querschnitt eines SCM (links) und einer supraleitenden Spule (rechts)

Abb.12: Funktionsweise Antriebssystem (a), Schwebesystem (b) und Führungssystem (c)

Abb.13: Darstellung des MLX01-901 (a) und L0 Shinkansen (b)

Abb.14: Permanentmagnetische Spurführung und Schnittbild eines Kryostaten (links); Querschnitt der Fahrzeugunterseite mit Levitationssystem [Kryostat + PMG] sowie der invertierten C-Geometrie des LIM (rechts)

Abb.15: Vergleich der Projekte Maglev-Cobra (links) und SupraTrans II (rechts)

Abb.16: Vergleich der Struktur von LTS und HTS Magneten am JR-Maglev

Abb.17: Vergleich der aktuellen Maglev Transportsysteme

Abkürzungsverzeichnis und Symbolangaben

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1. Einleitung

Durch das stetige Bevölkerungswachstum sowie die Urbanisierung in dichtbesiedelten Ballungszentren, sehen sich diese mit immer größeren Herausforderungen konfrontiert. Neben wachsenden Anforderungen an die Infrastruktur, spielen auch der Wunsch nach Energieeffizienz und Umweltfreundlichkeit zwecks Erhaltung der städtischen Lebensqualität eine entscheidende Rolle. Zusätzlich sind schnelle und zuverlässige Verkehrssysteme für die Personenbeförderung einer lebendigen Großstadt unabdingbar. Die begrenzte Kapazität des Nah- und Fernverkehrs mündet zwangsläufig in Engpässen, als Folge derer die Forderung nach innovativen Transportsystemen wächst.¹Durch die Entwicklung der Magnetschwebetechnik ist es partiell gelungen, diesen Ansprüchen gerecht zu werden. Magnetschwebebahnen werden aufgrund ihres Schwebeprinzips in elektromechanische und elektrodynamische Systeme unterschieden, wobei letztere den Einsatz von Supraleitern in Form von Spulenmagneten vorsehen. Wissenschaftler sehen die Möglichkeit, dass supraleitende Magnetschwebebahnen die verbleibenden Schwachstellen des Verkehrsnetzes egalisieren können. Mit der Entdeckung der Hochtemperatur-Supraleiter stieg das Interesse der Erprobung supraleitender Materialien in Feldversuchen und Langstreckentests. Seither wurde an einer Weiter- entwicklung der Supraleiter-Technologie im Segment der Schwebetechnik geforscht.

Die vorliegende Arbeit soll einen Überblick über die Verwendung von Supraleitern in der Magnetschwebetechnik gewähren. Zunächst werden zum tiefgreifenderen Verständnis im zweiten Kapitel die physikalischen Grundlagen der Supraleitung erläutert. Anschließend wird die Verarbeitung technisch relevanter supraleitender Materialien in Spulenmagneten unter herstelltechnischen und sicherheitsrelevanten Gesichtspunkten dargelegt. Im vierten Kapitel werden ihre praktischen Einsatzgebiete in Form von Pilotprojekten erörtert und auf Funktionstüchtigkeit überprüft. In einer abschließenden Diskussion werden die Ergebnisse dieser Arbeit zusammengefasst, sowie der gegenwärtige Entwicklungsstand der Supraleitertechnologie im Magnet- schwebesektor thematisiert. Dabei soll neben einem Ausblick über potentielle und zukunftsfähige Chancen, aber auch bestehende Restriktionen der Supraleiter, insbe- sondere der Hochtemperatur-Supraleiter, der Frage nachgegangen werden, ob die Schwebetechnik mithilfe dieser Materialien eine ernstzunehmende Verkehrssystem- alternative darstellt.

2. Das Grundphänomen der Supraleitung

Bereits 1908 gelang dem holländischen Physiker Heike Kammerlingh Onnes mit der Verflüssigung von Helium die Kondensation des Edelgases mit der tiefsten Siedetemperatur. Erst bei einem Kälterekord von T = 4,2 K sowie atmosphärischen Druckbedingungen, übersteigen bei Heliumatomen die Van-der-Waalschen Bindungskräfte die thermischen Gitterstörungen.²Dieser neu erschlossene Temperaturbereich lieferte die Grundlage für seine wissenschaftlichen Untersuchungen über die Temperaturabhängigkeit des elektrischen Widerstandes sowie weiterer Eigenschaften verschiedener Metalle bei tiefen Temperaturen.³

Die epochale Entdeckung eines bis zu diesem Zeitpunkt unbekannten Phänomens machte Kammerlingh Onnes bei der Untersuchung von Quecksilber. Dieses Metall ist aufgrund seines niedrigen Schmelzpunktes verhältnismäßig unproblematisch in hochreiner Form herstellbar und besitzt infolgedessen nur eine geringe Konzentration störender Materialverunreinigungen.⁴

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb.1: Vergleich des Widerstands-Temperatur-Ganges für normalleitende und supraleitende Werkstoffe⁵

Kammerlingh Onnes und seine Kollegen verfolgten beim Abkühlprozess der Quecksilberprobe, wie der Widerstand bei sinkender Temperatur kontinuierlich abnahm. Entgegen dem gängigen Verständnis des Widerstandsverhaltens normalleitender Werkstoffe, nahm dieser nicht den erwartungsgemäßen Wert an, sondern sprang ab Unterschreitung von T = 4,2 K auf einen unmessbar kleinen Betrag⁶(Abb.1).

Dieses Phänomen, welches als Supraleitung bezeichnet wurde, stellte sich demnach bei Unterschreitung einer materialspezifischen Temperaturgrenze, der kritischen Sprung- temperatur Tc, ein. Auch nachfolgende Untersuchungen an weiteren Metallen, Legierungen sowie metallischen Verbindungen bestätigten diesen Effekt, sodass Jahrzehnte später eine ganze Bandbreite supraleitender Materialsysteme erschlossen werden konnte.⁷Die Wissen- schaft experimentiert bis heute an neuen Werkstoffverbindungen, deren Supraleitfähigkeit sich beispielhaft nur durch eine Kombination tiefer Temperaturen, hohem Umgebungsdruck (im GPa-Bereich) und ausgewählten Elementen realisieren lassen.⁸

2.1 Das Verschwinden des elektrischen Widerstandes

Kammerlingh Onnes verwendete bei der Entdeckung der Supraleitung bewusst Versuchsproben mit einem hohen Reinheitsgrad. Die Wissenschaft teilte die Ansicht, wonach Verunreinigungen und Gitterfehler, trotz Abnahme der Gitterschwingungen bei extrem tiefen Temperaturen, im Material selbst einen Restwiderstand hinterlassen⁹. Dadurch wird die Elektronenwanderung im Werkstoff behindert und die elektrische Leitfähigkeit beeinträchtigt.¹⁰Allerdings existieren ebenfalls andere Gedankenansätze, wonach bei Supraleitern im Rahmen einer endlichen Temperatur der elektrische Widerstand exakt Null beträgt - unabhängig der Störstellenkonzentration im Material.¹¹

Widerstandsmessungen konventioneller Art durch Messung der Spannung an einer stromdurchflossenen Probe führten zu einem nicht zielführenden Ergebnis, da die Messanordnung über eine gewisse Empfindlichkeitsgrenze verfügt. Als Messmethodik mit guter Näherung hingegen erweist sich die Messung der Abklingzeit eines durch Magnetfeldänderung induzierten Kreisstromes innerhalb eines geschlossenen Rings.¹²Zu diesem Zweck wird die Ringöffnung eines supraleitenden Materials durch Annäherung eines Magnetstabes von einem äußeren Magnetfeld Ba durchsetzt. Nach Überführung des Rings in einen dauerhaften supraleitenden Zustand (T Tc) und Wegnahme des Magnetstabs, wird eine Änderung des magnetischen Flusses hervorgerufen, wodurch ein Dauerstrom Is in den supraleitenden Ring induziert wird.¹³

Bei unveränderlichen Randbedingungen kann temporär kein exponentielles Abklingen von Is festgestellt werden, weshalb für Supraleiter generell eine Widerstandsobergrenze von R < 10-¹⁸eingeführt wurde.¹⁴ Moderne, empfindlichere Versuchsanordnungen bestätigten, dass der Widerstand von Metallen bei Überführung in die Supraleitung in jedem Fall um 14 Zehnerpotenzen abnimmt.¹⁵Im direkten Vergleich mit Supraleitern sind Normalleiter bezüglich der Stromtragfähigkeit demnach mit Isolatoren gleichzusetzen.¹⁶

2.2 Die kritischen Einflussgrößen der Supraleitung

Neben der bisher kennengelernten Temperaturabhängigkeit von Supraleitern existieren noch zwei weitere Einflussgrößen, die eine Spannweite möglicher Arbeitspunkte definieren (Abb.2). Bei deren Überschreitung verfällt der Effekt der Supraleitung schlagartig und das Material wird normalleitend.

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Abb.2: Kritische Oberflächengrößen eines Supraleiters¹⁷

Eine dieser Einflussgrößen bildet das kritische Magnetfeld Hc. Dabei ist es irrelevant, ob ein Ba auf den Supraleiter einwirkt oder dieses durch den Strom, der innerhalb des Supraleiters fließt, als Eigenfeld selbst erzeugt wird. Insbesondere zwischen der Temperatur und der Stärke des Magnetfeldes besteht hierbei eine besondere Wechselwirkung auf Grundlage empirischer Betrachtungen, denn die meisten Supraleiter weisen einen parabolischen Magnetfeld-Temperatur-Verlauf auf.¹⁸

So ergibt sich beispielhaft bei festem H 0 ein Übergang von einem normalen in einen supraleitenden Zustand bei T Tc, wobei Hc(T) = H gilt.¹⁹ Darüber hinaus ist Hc das maßgebliche Kriterium sowohl für die Klassifizierung von Supraleitern als auch ihre Anwendbarkeit in Technik und Forschung.

Der dritte beeinflussende Faktor drückt sich in der kritischen Stromdichte Jc aus, welche in Abhängigkeit zur entsprechenden Querschnittsfläche des Leiters angegeben wird. Die maximale Stromstärke eines Leiters wird durch das Eigenfeld des transportierten elektrischen Stroms begrenzt, sodass als Grenzgröße der Supraleitung hier auch die kritische Stromstärke Ic herangezogen werden kann.²⁰ Im Optimalfall wird Ic unter Beachtung der Silsbee’schen Regel dann erreicht, wenn das magnetische Eigenfeld des Stroms gleich Hc (im Folgenden Bc) entspricht.²¹

2.3 Abgrenzung der Supraleiter I. und II. Art

Bringt man einen Supraleiter bei T Tc plötzlich in ein äußeres Magnetfeld Ba, so induziert dieses einen Oberflächenstrom, der seinerseits ein entgegengesetztes Magnetfeld Bi erzeugt, welches das Magnetfeld kompensiert und damit im Inneren des Leiters komplett verdrängt (Abb.3b).²²Dieser Prozess wird als Meißner-Ochsenfeld-Effekt bezeichnet.²³ Bleiben die Randbedingungen bestehen, so fließen die Abschirmströme verlustfrei auf der Materialoberfläche des Leiters bis zu einer spezifischen Eindringtiefe m permanent weiter. In diesem Zusammenhang spricht man von einem ideal diamagnetischen Zustand des Leiters.

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Abb.3: Meißner-Ochsenfeld-Effekt eines kugelförmigen Supraleiters²⁴

Werden hingegen verlustbehaftete Normalleiter oder Supraleiter bei T > Tc eingesetzt, so klingen die Abschirmströme aufgrund des materialspezifischen Widerstandes kontinuierlich ab, sodass der Werkstoff von Ba durchsetzt wird (Abb.3a). Neben dem perfekten Diamagnetismus gibt es allerdings eine weitere wichtige Eigenschaft des Meißner-Ochsenfeld-Effektes zu beobachten: Entgegen des vorherrschenden Induktionsgesetzes, wonach Abschirmströme nur bei Änderung von induziert werden können²⁵, werden Oberflächenströme auch dann induziert, wenn bei unverändertem Magnetfeld die Leiterprobe auf T Tc gebracht wird. Das Magnetfeld wird also aus dem Supraleiter verdrängt, wenngleich es irrelevant ist, in welcher Reihenfolge der supraleitende Zustand erreicht wird.²⁶ Übersteigt die magnetische Feldstärke B allerdings einen spezifischen kritischen Wert Bc, so verlässt das Material anstatt dem Aufbau extremer Oberflächenströme den Zustand der Supraleitung aufgrund energetisch günstigerer Bedingungen.²⁷

Bezüglich der magnetischen Feldstärke differenziert man zwischen Supraleitern zweier Kategorien: Supraleiter I. Art kennzeichnen im Rahmen des Meißner-Ochsenfeld-Effektes einen idealen Diamagnetismus, solange die kritische Feldstärke Bc nicht erreicht oder überschritten wird - andernfalls bricht die Magnetisierung und damit der Effekt der Supraleitung schlagartig zusammen.²⁸

Supraleiter II. Art hingegen besitzen drei thermodynamisch stabile Zustände. Unterhalb des kritischen Magnetfelds Bc1 verhalten sich diese wie Supraleiter I. Art (Meißner-Phase). Oberhalb von Bc1 dringt magnetischer Fluss in Form zylindrischer Flussschläuche teilweise in den Leiter ein, sodass partielle Systembereiche normalleitend werden (Shubnikov-Phase oder Mischphase). Diese normalleitenden Flussschläuche sind durch supraleitende Ringströme als räumliche Abgrenzung zum supraleitenden Material isoliert (Abb.4).²⁹Bei weiterem Ansteigen des Magnetfeldes wächst der Anteil normalleitender Bereiche im Material, ehe die Supraleitung ab Erreichen eines oberen kritischen Magnetfelds Bc2 zusammenfällt (normalleitende Phase).³⁰

In der Realität verursacht die durch die Magnetisierung M im Leiter hervorgerufene Lorentzkraft FL eine Bewegung der Flussschläuche³¹senkrecht zu Strom und Magnetfeld, welches mit einer Energiedissipation verbunden ist.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb.4: Shubnikov-Phase eines Supraleiters II. Art im Intervall Bc1 < B < Bc232

Dem dadurch entstehenden Verlust versucht man mit normalleitenden Haftzentren im Material vorzubeugen, welche in Form von Versetzungen, Korngrenzen oder metallischen Ausscheidungen homogen im Leiter eingebracht werden.³³Solche Supraleiter II. Art werden aufgrund ihrer starken Haftzentren auch als harte Supraleiter bezeichnet.³⁴

Zusammenfassend lassen sich die Unterschiede Supraleiter I. und II. Art anhand der unterschiedlichen Verläufe der Magnetisierungskennlinie M(B) veranschaulichen. Typ-I- Supraleiter verlieren ihre Magnetisierung bei B > Bc schlagartig (Abb. 5a), während sie bei Typ-II-Supraleitern in der Mischphase für B > Bc1 monoton abfällt und schließlich für

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Abb. 5: Magnetisierungskurven Supraleiter I. und II. Art³⁵

Aufgrund ihres kleinen realisierbaren Magnetfeldes (~ 0,1 T) sind Supraleiter I. Art nur sehr begrenzt für technische Anwendungen geeignet.³⁶Supraleiter II. Art hingegen sind wegen ihrer deutlich höheren kritischen Feldstärken (etwa 1000-fach höher als die Supraleiter I. Art) für die Industrie von außerordentlichem Interesse.³⁷

2.4 Quantenmechanische Erklärungsansätze

Seit Entdeckung der Supraleitung im Jahr 1911 forschen Wissenschaftler an einer vollständigen Erklärung dieses Phänomens. Bis heute konnte kein eindeutiger, wissenschaftlich fundierter Nachweis über die Entstehung der Supraleitung erbracht werden. Dennoch gelang John Bardeen, Leon Neil Cooper und John Robert Schrieffer mit ihrer BCS-Theorie ein entscheidender Durchbruch im theoretischen Verständnis der Supraleitung.³⁸Wenngleich parallel hierzu weitere Erklärungsansätze existieren, ist diese um 1957 entwickelte Theorie die Anerkannteste unter den Wissenschaftlern.

Die Theorie basiert auf dem zentralen Grundgedanken, wonach zwei Elektronen bei tiefen Temperaturen, entgegen ihrer eigentlichen Coulomb’schen Abstoßung, eine spezielle Anziehungskraft erfahren.³⁹Die Ursache für diese Anziehung liegt in der Polarisierung der Atomrümpfe bei Annäherung antiparalleler Ladungen begründet, durch welche das Gitter aufgrund der Verzerrungen in kohärente Schwingungen versetzt wird und eine ElektronenWechselwirkung entsteht⁴⁰. Diese Elektron-Phonon-Wechselwirkung ist verantwortlich für die Bildung gebundener Zustände für Elektronen mit entgegengesetzten Impulsen und Eigendrehimpulsen, den sogenannten Cooper-Paaren.⁴¹

Die durch eine Bindungsenergie zusammengehaltenen Cooper-Paare verursachen also Gitterschwingungen, die die Elektronen in ihrer Bewegung nicht mehr behindern.⁴²Sie durchfließen paarweise und stoßfrei das Material in Polarisationsspuren, als Folge dessen ein verlustloser Stromtransport möglich wird (Abb.6). Die experimentelle Entdeckung des Isotopeneffektes, wonach die Wurzel der Gitteratommasse umgekehrt proportional zu Tc ist, bestätigte den Einfluss der Gitterschwingungen auf die Supraleitung.⁴³

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb.6: Cooper-Paare im supraleitenden Zustand⁴⁴

Qualitativ gesprochen kann demnach die Supraleitung als Superfluidität von CooperPaaren verstanden werden⁴⁵, welche mitunter durch die masseabhängige Eigenfrequenz der Materialgitterstruktur bestimmt wird.

3. Hochtemperatursupraleiter für technische Anwendungen

Bis in die 1980er Jahre hinein waren alle supraleitende Verbindungen und Elemente auf Metalle und deren Legierungen zurückzuführen. Die damals höchstgemessene Sprungtemperatur konnte mit Tc = 23,3 K in einer stöchiometrischen Zusammensetzung von Nb3Ge nachgewiesen werden.⁴⁶Die wirtschaftliche Eignung der Materialien hält sich bis heute aber in Grenzen, da diese nur unter hohem Kosten- und Energieaufwand mit verflüssigtem Helium gekühlt werden konnten. Aus diesem Grund war und ist die Wissenschaft bestrebt, supraleitende Materialien im Sinne einer breiteren industriellen Nutzung zu entwickeln, die keiner separaten Kühlung bedürfen bzw. den Einsatz kostengünstigerer Kühlmedien ermöglichen.

Mit der Entdeckung supraleitender Eigenschaften des oxidkeramischen Werkstoffs BaLaCuO bei Tc = 35 K, gelang K.A. Müller und J.G. Bednorz 1986 ein wegweisender Fortschritt.⁴⁷ Durch Variation des untersuchten Systems sowie den beispielhaften Austausch von Lanthan (La) durch Yttrium (Y), konnte mit YBA2Cu3O7 (YBCO) eine Sprungtemperatur von über T = 90 K erzielt werden.

[...]

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¹ Vgl. Lee. H.-W.; Kim; K.-C.; et. al. (2006), S.1917

²Vgl. Fasching, G. (2005), S.317

³Vgl. Buckel, W.; Kleiner, R. (2007), S.1f.

⁴Vgl. Huebener, R. (2013), S.106

⁵Quelle: Fasching, G. (2005), S.318

⁶ Vgl. Buckel, W. (1972), S.3

⁷Vgl. Huebener, R. (2013), S.107

⁸Vgl. Ibach, H.; Lüth, H. (2009), S.287ff.

⁹Vgl. Bäker, M. (2014), S.227

¹⁰Vgl. Buckel, W.; Kleiner, R. (2007), S.16

¹¹Vgl. Czycholl, G. (2008), S.407f.

¹²Vgl. Fasching, G. (2005), S.318

¹³ Vgl. Buckel, W.; Kleiner, R. (2007), S.12

¹⁴Vgl. Erdmann, M.; Flügge, G. (2012), S.70

¹⁵Vgl. Ibach, H.; Lüth, H. (2009), S.288

¹⁶Vgl. Bäker, M. (2014), S.227

¹⁷Quelle: Iwasa, Y. (2009), S.9

¹⁸ Vgl. Fasching, G. (2005), S.319

¹⁹Vgl. Czycholl, G. (2008), S.410

²⁰Vgl. Huebener, R. (2013), S.108

²¹Vgl. ebd.

²²Vgl. Buckel, W.; Reinhold, K. (2007), S.22f.

²³Vgl. Ibach, H.; Lüth, H. (2009), S.291

²⁴Quelle: Huebener, R. (2013), S.110

²⁵Vgl. Buckel, W.; Kleiner, R. (2007), S.12

²⁶Vgl. Czycholl, G. (2008), S.409f.

²⁷Vgl. Bäker, M. (2014), S.228

²⁸Vgl. Kopitzki, K.; Herzog, P. (2007), S.367

²⁹Vgl. Ibach, H.; Lüth, H. (2009), S.335f.

³⁰ Vgl. Czycholl, G. (2008), S.411

³¹Vgl. Marken, K. (2012) in Ziad, M. (Hrsg.), S.7f.

³²Quelle: Ibach, H.; Lüth, H. (2009), S.337

³³Vgl. Komarek, P. (1995), S.31

³⁴Vgl. Buckel, W.; Kleiner, R. (2007), S.381

³⁵Quelle: Niedrig, H.; Sternberg, M. (2012) in Czichos, H.; Hennecke, M. (Hrsg.), S.B188

³⁶Vgl. Marken, K. (2012) in Ziad, M. (Hrsg.), S.7f.

³⁷Vgl. Schuh, L. (1988), S.73

³⁸Vgl. Buckel, W.; Kleiner, R. (2007), S.4

³⁹Vgl. Huebener, R. (2013), S.121

⁴⁰Vgl. Buckel, W.; Kleiner, R. (2007), S.116ff.

⁴¹Vgl. Stepanow, S. (2010), S.291f.

⁴²Vgl. Schuh, L. (1988), S.26

⁴³ Vgl. Buckel, W.; Kleiner, R. (2007), S.129ff.

⁴⁴Quelle: Sterner, M.; Stadler, I. (2014), S.187

⁴⁵Vgl. Stepanow, S. (2010), S.293

⁴⁶Vgl. Bednorz, J.; Müller, K. (1986), S.189ff.

⁴⁷ Vgl. Bäker, M. (2014), S. 237