표면이 질감 처리된 구리 기판은 3개의 층(두께 0.1mm, 너비 10mm)으로 구성됩니다. (사진: Business Wire)
표면이 질감 처리된 구리 기판은 3개의 층(두께 0.1mm, 너비 10mm)으로 구성됩니다. (사진: Business Wire)
도쿄-(BUSINESS WIRE)-타나카 홀딩스 주식회사(본사: 도쿄도 지요다구, 대표이사 겸 CEO: 타나에 아키라)는 오늘 타나카 키킨조쿠 코교 주식회사(본사: 도쿄도 지요다구, 대표이사 겸 CEO: 타나에 아키라)가 YBCO 초전도선(*1)용 텍스처드 구리 금속 기판 전용 생산 라인을 구축하고 2015년 4월부터 양산 시스템을 가동할 수 있도록 준비했다고 발표했습니다.
2008년 10월, 다나카 기킨조쿠 공업대학은 주부전력, 가고시마 대학과 공동으로 초전도선을 이용한 최초의 배향 구리 금속 기판을 개발했습니다. 같은 해 12월부터 생산을 시작하여 샘플을 배포했습니다. 이 초전도선은 기존에 배향 금속 기판의 주요 소재였던 니켈 합금(니켈과 텅스텐 합금)을 저렴하고 배향성이 높은(*2) 구리로 대체하여 비용을 50% 이상 절감했습니다. 구리의 단점 중 하나는 산화에 취약하여 기판에 형성된 박막(초전도선 또는 산화물 완충층)이 박리될 수 있다는 점입니다. 그러나 팔라듐을 산소 금속 장벽층으로 함유하는 특수 니켈 도금 용액을 사용함으로써 배향성과 표면 평활도를 향상시켜 기판 상의 박막 증착 안정성을 높였습니다.
타나카 기축공업은 질감이 있는 구리 기판 샘플을 처음 발송한 이후 증착 안정성 검증을 위한 연구를 지속해 왔습니다. 장비 조건 최적화를 통해 길쭉한 기판 생산이 가능해졌으며, 국내외 수요에 즉각 대응하기 위해 2015년 4월 자사 공장에 전용 생산 라인을 구축했습니다. 이 기술은 장거리 대용량 전력 공급 케이블, 고자기장이 필요한 자기공명영상(MRI) 및 핵자기공명영상(NMR), 대형 선박용 모터 등 다양한 분야에 활용될 것으로 기대됩니다. 타나카 기축공업은 2020년까지 연 매출 12억 엔 달성을 목표로 하고 있습니다.
초전도선을 이용한 이 기판의 샘플 디스플레이가 2015년 4월 8일부터 10일까지 도쿄 빅사이트에서 열린 제2회 고기능 금속 박람회에서 성공적으로 전시되었습니다.
*1 YBCO 초전도선 전기 저항이 0인 전선으로 사용하기 위해 가공된 초전도 소재입니다. 이트륨, 바륨, 구리 및 산소로 구성됩니다.
*2 배향 이는 결정 배향의 균일성 정도를 나타냅니다. 결정을 일정한 간격으로 배열하면 초전도성이 더욱 향상됩니다.
초전도선은 코일 형태로 감았을 때 강력한 자기장을 발생시키는 특성을 가지고 있습니다. 초전도선은 임계 온도(초전도성을 나타내는 온도)에 따라 -196°C 이하에서 초전도성을 유지하는 "고온 초전도선"과 -250°C 이하에서 초전도성을 유지하는 "저온 초전도선"의 두 가지 유형으로 분류됩니다. MRI, NMR, 선형 모터카 등에 이미 사용되고 있는 저온 초전도선에 비해 고온 초전도선은 임계 전류 밀도(전류 크기)가 높고, 액체 질소를 냉각에 사용하여 비용을 절감할 수 있으며, 외부 자기장의 영향에 대한 민감도가 낮기 때문에 현재 고온 초전도선의 개발이 활발히 진행되고 있습니다.
고온 초전도선에는 비스무트계(이하 "비스무트계"로 지칭)와 이트륨계(이하 "이트륨계"로 지칭)가 있습니다. 비스무트계 초전도선은 은 파이프에 충전재를 채워 가공하여 선체로 사용할 수 있도록 만들고, 이트륨계 초전도선은 기판 위에 테이프 형태로 정렬된 결정들을 배치하여 선체로 사용합니다. 이트륨계 초전도선은 특히 높은 임계 전류 밀도, 강력한 자기장 특성, 그리고 은 사용량을 줄여 재료비를 낮출 수 있다는 장점 때문에 차세대 초전도선으로 기대를 모으고 있습니다.
타나카 기킨조쿠 코교의 Y계 초전도선 기판 특성 및 기술 개발
Y계 초전도선 기판과 관련하여 당사는 "IBAD 기판"과 "텍스처 기판"에 대한 연구 개발을 진행하고 있습니다. 초전도 특성은 금속 결정의 규칙적인 배열을 통해 향상되므로, 테이프를 구성하는 각 층의 금속 배향 처리가 필수적입니다. IBAD 기판의 경우, 비배향 고강도 금속 위에 산화막 층을 특정 방향으로 배향시키고, 레이저를 이용하여 초전도층을 증착함으로써 강도가 높은 기판 소재를 구현할 수 있지만, 장비 및 재료 비용 측면에서 높은 부담이 있습니다. 이러한 이유로 다나카 기킨조쿠 코교는 텍스처 기판에 집중하고 있습니다. 고배향 구리를 기판 소재로 사용함으로써 비용을 절감할 수 있을 뿐 아니라, 배향에 영향을 주지 않는 클래드 기술을 적용한 보강재 층을 추가하여 기계적 강도 또한 향상시킬 수 있습니다.
1885년에 설립된 다나카 귀금속은 귀금속 활용을 중심으로 다양한 사업 영역을 구축해 왔습니다. 2010년 4월 1일, 그룹은 다나카 홀딩스 주식회사를 지주회사(모회사)로 하는 다나카 귀금속 그룹의 형태로 재편되었습니다. 다나카 귀금속 그룹은 기업 지배구조를 강화하는 동시에 효율적인 경영과 역동적인 사업 운영을 통해 고객 서비스 전반을 개선하는 것을 목표로 하고 있습니다. 전문 기업으로서 다나카 귀금속은 그룹 계열사 간의 협력을 통해 다양한 제품을 제공하기 위해 노력하고 있습니다.
타나카 귀금속 그룹은 취급하는 귀금속 규모 면에서 일본 최고 수준을 자랑하며, 오랜 기간 동안 산업용 귀금속을 개발 및 안정적으로 공급해 왔을 뿐만 아니라 귀금속을 활용한 액세서리 및 저축 상품도 제공해 왔습니다. 귀금속 전문가로서 타나카 그룹은 앞으로도 사람들의 삶을 더욱 풍요롭게 하는 데 기여할 것입니다.
[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
타나카는 YBCO 초전도선용 질감이 있는 구리 금속 기판 생산을 위한 전용 생산 라인을 구축했으며, 2015년 4월부터 양산 시스템을 가동할 예정입니다.
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게시 시간: 2019년 11월 22일