I substrati di rame testurizzati sono composti da tre strati (spessore di 0,1 mm, larghezza di 10 mm) (Foto: Business Wire)
I substrati di rame testurizzati sono composti da tre strati (spessore di 0,1 mm, larghezza di 10 mm) (Foto: Business Wire)
TOKYO--(BUSINESS WIRE)--Tanaka Holdings Co., Ltd. (sede centrale: Chiyoda-ku, Tokyo; Amministratore delegato: Akira Tanae) ha annunciato oggi che Tanaka Kikinzoku Kogyo KK (sede centrale: Chiyoda-ku, Tokyo; Amministratore delegato: Akira Tanae) ha costruito linee di produzione esclusive per substrati metallici di Cu testurizzati per fili superconduttori YBCO (*1) e ha stabilito sistemi di produzione di massa per l'uso a partire da aprile 2015.
Nell'ottobre del 2008, Tanaka Kikinzoku Kogyo, insieme a Chubu Electric Power e all'Università di Kagoshima, ha sviluppato congiuntamente i primi substrati metallici di rame testurizzati utilizzando un filo superconduttore. La produzione è iniziata e i campioni sono stati distribuiti a partire da dicembre dello stesso anno. Questo filo superconduttore sostituisce l'uso di leghe di nichel (leghe di nichel e tungsteno), che in precedenza erano i materiali principali per i substrati metallici testurizzati, con il rame a basso costo e ad alto orientamento (*2), riducendo così i costi di oltre il 50%. Uno dei punti deboli del rame è la sua suscettibilità all'ossidazione, che può causare il distacco del film sottile (filo superconduttore o strato tampone di ossido) formato sul substrato. Tuttavia, l'orientamento e la levigatezza della superficie vengono migliorati grazie all'uso di una speciale soluzione di nichelatura contenente palladio come strato barriera di metallo-ossigeno, che migliora la stabilità della deposizione del film sottile sul substrato.
Fin dai primi campioni di substrati di rame testurizzati inviati all'esterno, Tanaka Kikinzoku Kogyo ha continuato a svolgere ricerche per verificarne la stabilità del processo di deposizione. Grazie all'ottimizzazione delle condizioni operative, è ora possibile la produzione di substrati allungati. Per rispondere tempestivamente alla domanda nazionale e internazionale, nell'aprile del 2015 è stata realizzata una linea di produzione dedicata presso uno stabilimento di proprietà dell'azienda. Si prevede che questa tecnologia troverà applicazione in futuro in diversi altri settori, tra cui cavi di alimentazione elettrica ad alta capacità e a lunga distanza, risonanza magnetica (MRI) e risonanza magnetica nucleare (NMR), che richiedono campi magnetici elevati, e motori per grandi navi. Tanaka Kikinzoku Kogyo punta a raggiungere un fatturato annuo di 1,2 miliardi di yen entro il 2020.
Un prototipo di questo substrato, realizzato con filo superconduttore, è stato esposto con successo alla seconda edizione dell'High-function Metal Expo, che si è tenuta dall'8 al 10 aprile 2015 presso il Tokyo Big Sight.
*1 Filo superconduttore YBCO Materiali superconduttori lavorati per essere utilizzati come filo che raggiunge una resistenza elettrica pari a zero. È formato da ittrio, bario, rame e ossigeno.
*2 Orientamento Questo indica il grado di uniformità nell'orientamento dei cristalli. Un grado maggiore di superconduttività può essere ottenuto disponendo i cristalli a intervalli regolari.
I fili superconduttori hanno la caratteristica di generare potenti campi magnetici quando vengono avvolti. Vengono classificati in base alla temperatura critica (la temperatura alla quale raggiungono la superconduttività). I due tipi sono i "fili superconduttori ad alta temperatura", che mantengono la superconduttività a -196 °C o al di sotto, e i "fili superconduttori a bassa temperatura", che mantengono la superconduttività a -250 °C o al di sotto. Rispetto ai fili superconduttori a bassa temperatura, già utilizzati per risonanza magnetica (MRI), risonanza magnetica nucleare (NMR), motori lineari e altro, i fili superconduttori ad alta temperatura presentano una maggiore densità di corrente critica (intensità della corrente elettrica), riducono i costi grazie all'utilizzo di azoto liquido per il raffreddamento e diminuiscono la suscettibilità agli effetti dei campi magnetici esterni; per questo motivo, lo sviluppo dei fili superconduttori ad alta temperatura è attualmente in fase di forte promozione.
Esistono fili superconduttori ad alta temperatura a base di bismuto (indicati di seguito come "a base di bismuto") e a base di ittrio (indicati di seguito come "a base di ittrio"). I fili a base di bismuto sono contenuti in un tubo d'argento che viene lavorato per renderlo utilizzabile come filo, mentre quelli a base di ittrio sono disposti su un substrato in formato nastro con cristalli allineati per essere utilizzati come filo. Si prevede che i fili a base di ittrio rappresentino la prossima generazione di fili superconduttori, in quanto presentano una densità di corrente critica particolarmente elevata, forti caratteristiche di campo magnetico e il costo dei materiali può essere ridotto diminuendo la quantità di argento utilizzata.
Caratteristiche dei substrati di fili superconduttori a base di Y e sviluppo tecnico presso Tanaka Kikinzoku Kogyo
Per quanto riguarda i substrati di filo superconduttore a base di ittrio, stiamo conducendo attività di ricerca e sviluppo su "substrati IBAD" e "substrati strutturati". Le caratteristiche di superconduttività vengono migliorate disponendo i cristalli metallici a intervalli regolari, pertanto il processo di orientamento del metallo deve essere eseguito su ogni strato che forma il nastro. Per i substrati IBAD, un sottile strato di ossido viene orientato in una direzione specifica su un metallo ad alta resistenza non orientato, e uno strato superconduttore viene depositato sul substrato mediante laser, creando un materiale di substrato resistente, ma sollevando anche il problema del costo delle apparecchiature e dei materiali. Per questo motivo Tanaka Kikinzoku Kogyo si è concentrata sui substrati strutturati. I costi vengono ridotti utilizzando rame ad alto orientamento come materiale di substrato, che aumenta anche la resistenza meccanica se combinato con uno strato di materiale di rinforzo mediante tecnologia di rivestimento che non influisce sull'orientamento.
Fondata nel 1885, Tanaka Precious Metals ha sviluppato un'ampia gamma di attività commerciali incentrate sull'utilizzo dei metalli preziosi. Il 1° aprile 2010, il gruppo è stato riorganizzato con Tanaka Holdings Co., Ltd. come holding (società madre) di Tanaka Precious Metals. Oltre a rafforzare la governance aziendale, l'azienda mira a migliorare il servizio complessivo offerto ai clienti, garantendo una gestione efficiente e un'esecuzione dinamica delle operazioni. Tanaka Precious Metals, in quanto entità aziendale specializzata, si impegna a fornire una vasta gamma di prodotti attraverso la collaborazione tra le società del gruppo.
Tanaka Precious Metals si posiziona ai vertici del mercato giapponese per volume di metalli preziosi movimentati e, da molti anni, il gruppo sviluppa e fornisce con stabilità metalli preziosi per uso industriale, oltre a offrire accessori e beni di risparmio che utilizzano metalli preziosi. In qualità di professionisti del settore, il Gruppo continuerà a contribuire al miglioramento della vita delle persone anche in futuro.
[Press inquiries]Tanaka Kikinzoku International K.K. (TKI)Global Sales Dept.https://www.tanaka.co.jp/support/req/ks_contact_e/index.htmlorTANAKA KIKINZOKU KOGYO K.K.Akio Nakayasu, +81.463.35.51.70Senior Engineer, Section Chief & Assistant to DirectorHiratsuka Technical Centera-nakayasu@ml.tanaka.co.jp
TANAKA ha realizzato linee di produzione esclusive per substrati metallici di rame testurizzati destinati al filo superconduttore YBCO e ha implementato sistemi di produzione di massa che saranno operativi a partire da aprile 2015.
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Data di pubblicazione: 22 novembre 2019