I substrati in rame testurizzati sono composti da tre strati (spessore 0,1 mm, larghezza 10 mm) (Foto: Business Wire)
I substrati in rame testurizzati sono composti da tre strati (spessore 0,1 mm, larghezza 10 mm) (Foto: Business Wire)
TOKYO–(BUSINESS WIRE)–Tanaka Holdings Co., Ltd. (Sede centrale: Chiyoda-ku, Tokyo; Direttore rappresentativo e CEO: Akira Tanae) ha annunciato oggi che Tanaka Kikinzoku Kogyo KK (Sede centrale: Chiyoda-ku, Tokyo; Direttore rappresentativo e CEO: Akira Tanae) ha costruito linee di produzione esclusive per substrati metallici in Cu testurizzati per fili superconduttori YBCO (*1) e ha predisposto sistemi di produzione di massa da utilizzare a partire da aprile 2015.
Nell'ottobre 2008, Tanaka Kikinzoku Kogyo, insieme a Chubu Electric Power e all'Università di Kagoshima, ha sviluppato congiuntamente i primi substrati metallici di Cu testurizzati utilizzando 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 Ni (leghe di nichel e tungsteno), che in precedenza erano i materiali principali per i substrati metallici testurizzati, con rame a basso costo e ad alta orientazione (*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 superficiale vengono aumentati grazie all'uso di una speciale soluzione di nichelatura che contiene palladio come strato barriera all'ossigeno metallico, migliorando così la stabilità di deposizione del film sottile sul substrato.
Da quando sono stati inviati i primi campioni dei substrati di rame testurizzati, Tanaka Kikinzoku Kogyo ha continuato a svolgere ricerche per verificarne la stabilità di deposizione. La produzione di substrati allungati è ora possibile grazie all'ottimizzazione delle condizioni delle apparecchiature. Per rispondere immediatamente alla domanda nazionale e internazionale, nell'aprile 2015 è stata costruita una linea di produzione esclusiva presso uno stabilimento di proprietà dell'azienda. Si prevede che questa tecnologia verrà utilizzata in futuro in diversi altri settori, tra cui cavi di alimentazione elettrica a lunga distanza e ad alta capacità, risonanza magnetica per immagini (RMI) e risonanza magnetica nucleare (RMN), 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 esempio di questo substrato realizzato con filo superconduttore è stato esposto con successo alla seconda edizione della High-function Metal Expo, tenutasi tra l'8 e il 10 aprile 2015 al Tokyo Big Sight.
*1 Filo superconduttore YBCO Materiali superconduttori lavorati per essere utilizzati come fili che raggiungono una resistenza elettrica pari a zero. È composto da ittrio, bario, rame e ossigeno.
*2 Orientamento: indica il grado di uniformità nell'orientamento dei cristalli. Un maggiore grado di superconduttività può essere ottenuto disponendo i cristalli a intervalli regolari.
I fili superconduttori hanno la caratteristica di produrre potenti campi magnetici quando avvolti. Sono classificati in base alla temperatura critica (la temperatura alla quale raggiungono la superconduttività). Esistono due tipologie: "filo superconduttore ad alta temperatura", che mantiene la superconduttività a -196 °C o inferiore, e "filo superconduttore a bassa temperatura", che mantiene la superconduttività a -250 °C o inferiore. Rispetto al filo superconduttore a bassa temperatura, già utilizzato per risonanza magnetica, risonanza magnetica nucleare (NMR), motori lineari e altro ancora, il filo superconduttore ad alta temperatura ha una densità di corrente critica (intensità della corrente elettrica) più elevata, riduce i costi grazie all'utilizzo di azoto liquido per il raffreddamento e riduce la suscettibilità agli effetti dei campi magnetici esterni, motivo per cui lo sviluppo di fili superconduttori ad alta temperatura è attualmente in fase di promozione.
Esistono fili superconduttori ad alta temperatura a base di bismuto (di seguito denominati "a base bi") e a base di ittrio (di seguito denominati "a base Y"). I fili a base Bi sono riempiti in un tubo d'argento che viene lavorato per renderlo utilizzabile come filo, mentre quelli a base Y sono disposti su un substrato in formato nastro con cristalli allineati per essere utilizzati come filo. Si prevede che i fili a base Y rappresentino la prossima generazione di fili superconduttori, poiché presentano una densità di corrente critica particolarmente elevata, forti caratteristiche di campo magnetico e il costo dei materiali può essere ridotto riducendo la quantità di argento utilizzata.
Caratteristiche dei substrati di filo superconduttore a base di Y e sviluppo tecnico presso Tanaka Kikinzoku Kogyo
Per quanto riguarda i substrati in filo superconduttore a base di Y, stiamo conducendo attività di ricerca e sviluppo per "substrati IBAD" e "substrati testurizzati". Le caratteristiche di superconduttività vengono aumentate disponendo i cristalli metallici a intervalli regolari, quindi il processo di orientamento del metallo deve essere eseguito su ogni strato che forma il nastro. Per i substrati IBAD, uno strato sottile di ossido viene orientato in una direzione specifica su un metallo ad alta resistenza non orientato e uno strato superconduttore viene disposto sul substrato utilizzando un laser, il che crea un materiale di substrato resistente, ma solleva anche il problema del costo delle attrezzature e dei materiali. Per questo motivo, Tanaka Kikinzoku Kogyo si è concentrato sui substrati testurizzati. I costi vengono ridotti utilizzando rame ad alta orientazione come materiale di substrato, che aumenta anche la resistenza meccanica se combinato con uno strato di materiale di rinforzo utilizzando la tecnologia clad che non influisce sull'orientamento.
Fondata nel 1885, Tanaka Precious Metals ha sviluppato una gamma diversificata di attività commerciali incentrate sull'utilizzo di 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 ai clienti garantendo una gestione efficiente e un'esecuzione dinamica delle operazioni. Tanaka Precious Metals si impegna, in qualità di entità aziendale specializzata, a fornire una gamma diversificata di prodotti attraverso la cooperazione tra le società del gruppo.
Tanaka Precious Metals è al primo posto in Giappone in termini di volume di metalli preziosi trattati e da molti anni il gruppo sviluppa e fornisce stabilmente metalli preziosi industriali, oltre a fornire accessori e prodotti di risparmio in metalli preziosi. In qualità di professionisti del settore, il Gruppo continuerà a contribuire ad arricchire la 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 costruito linee di produzione esclusive per substrati metallici di Cu testurizzati per fili superconduttori YBCO e ha predisposto sistemi di produzione di massa da utilizzare a partire da aprile 2015.
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Data di pubblicazione: 22 novembre 2019