表面加工された銅基板は3層構造（厚さ0.1mm、幅10mm）である（写真：ビジネスワイヤ）
表面加工された銅基板は3層構造（厚さ0.1mm、幅10mm）である（写真：ビジネスワイヤ）
東京-(BUSINESS WIRE)-田中ホールディングス株式会社（本社：東京都千代田区、代表取締役社長：田苗明）は本日、田中貴金属工業株式会社（本社：東京都千代田区、代表取締役社長：田苗明）がYBCO超電導線（*1）用テクスチャード銅金属基板専用の生産ラインを構築し、2015年4月から量産体制を確立したことを発表しました。
2008年10月、田中貴金属工業は中部電力および鹿児島大学と共同で、超電導線を用いた世界初のテクスチャード銅金属基板を開発しました。同年12月から生産を開始し、サンプルを配布しました。この超電導線は、従来テクスチャード金属基板の主材料であったニッケル合金（ニッケルおよびタングステン合金）に代わり、低コストで高配向性（*2）の銅を使用することで、コストを50%以上削減します。銅の弱点の1つは酸化しやすいことで、基板上に形成された薄膜（超電導線または酸化物緩衝層）が剥離する可能性があります。しかし、パラジウムを酸素金属バリア層として含む特殊なニッケルめっき液を使用することで、基板上の薄膜の堆積安定性が向上し、配向性と表面平滑性が向上します。
田中貴金属工業は、テクスチャード加工された銅基板のサンプルを初めて出荷して以来、成膜安定性の検証研究を継続的に行ってきました。設備条件の最適化により、長尺基板の製造が可能になりました。国内外の需要に迅速に対応するため、2015年4月には自社工場に専用生産ラインを構築しました。この技術は、今後、長距離・大容量送電ケーブル、高磁場を必要とする磁気共鳴画像診断装置（MRI）や核磁気共鳴装置（NMR）、大型船舶用モーターなど、さまざまな分野で活用されることが期待されています。田中貴金属工業は、2020年までに年間売上高12億円の達成を目指しています。
超電導線を用いたこの基板のサンプル展示は、2015年4月8日から10日まで東京ビッグサイトで開催された第2回ハイファンクショナルメタルエキスポで成功裏に展示された。
*1 YBCO超電導線 電気抵抗がゼロになるように加工された超電導材料。イットリウム、バリウム、銅、酸素から構成される。
*2 配向 これは結晶の配向の均一性の度合いを示します。結晶を一定の間隔で配置することで、より高い超伝導性を得ることができます。
超電導線は、コイル状に巻くと強力な磁場を発生させるという特性を持つ。超電導線は、臨界温度（超伝導状態になる温度）によって分類され、-196℃以下で超伝導状態を維持する「高温超電導線」と、-250℃以下で超伝導状態を維持する「低温超電導線」の2種類がある。MRI、NMR、リニアモーターカーなどに既に利用されている低温超電導線と比較して、高温超電導線は臨界電流密度（電流の大きさ）が高く、液体窒素による冷却でコストを削減でき、外部磁場の影響を受けにくいため、現在、高温超電導線の開発が推進されている。
高温超伝導線には、ビスマス系（以下「Bi系」と表記）とイットリウム系（以下「Y系」と表記）がある。Bi系は銀管に充填され、加工されて線材として使用される一方、Y系は基板上に結晶が整列したテープ状に配置され、線材として使用される。Y系は、特に高い臨界電流密度、強い磁場特性を持ち、銀の使用量を減らすことで材料コストを削減できるため、次世代超伝導線材として期待されている。
Y型超電導線材基板の特性と田中貴金属工業における技術開発
Y型超電導線材基板に関して、当社は「IBAD基板」と「テクスチャード基板」の研究開発を進めています。金属結晶を一定間隔で配列することで超電導特性が向上するため、テープを構成する各層で金属の配向処理を行う必要があります。IBAD基板では、配向していない高強度金属上に酸化物薄膜層を特定の方向に配向させ、その上にレーザーを用いて超電導層を配置することで、強固な基板材料が得られますが、装置や材料のコストが問題となります。そのため、田中貴金属工業はテクスチャード基板に注力しています。配向性の高い銅を基板材料として使用することでコストを削減でき、配向に影響を与えないクラッド技術を用いた補強材層と組み合わせることで機械的強度も向上します。
1885年創業の田中貴金属は、貴金属の活用を中心とした多角的な事業を展開してきました。2010年4月1日、田中ホールディングス株式会社を親会社とする組織再編を実施。コーポレートガバナンスの強化に加え、効率的な経営とダイナミックな事業運営を通じて、お客様へのサービス向上を目指します。田中貴金属は、専門企業として、グループ各社間の連携を通じて、多様な製品・サービスの提供に尽力してまいります。
田中貴金属グループは、貴金属取扱量において日本トップクラスを誇り、長年にわたり工業用貴金属の開発・安定供給に加え、貴金属を活用したアクセサリーや貯蓄商品の提供も行っています。貴金属のプロフェッショナルとして、今後も人々の生活を豊かにすることに貢献してまいります。
[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
田中は、YBCO超電導線材用のテクスチャード加工銅金属基板専用の生産ラインを構築し、2015年4月からの量産体制を確立した。
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投稿日時：2019年11月22日