Gestructureerde koperen substraten bestaan uit drie lagen (dikte 0,1 mm, breedte 10 mm) (Foto: Business Wire)
Gestructureerde koperen substraten bestaan uit drie lagen (dikte 0,1 mm, breedte 10 mm) (Foto: Business Wire)
TOKIO – (BUSINESS WIRE) – Tanaka Holdings Co., Ltd. (hoofdvestiging: Chiyoda-ku, Tokio; algemeen directeur en CEO: Akira Tanae) heeft vandaag bekendgemaakt dat Tanaka Kikinzoku Kogyo KK (hoofdvestiging: Chiyoda-ku, Tokio; algemeen directeur en CEO: Akira Tanae) exclusieve productielijnen heeft gebouwd voor gestructureerde Cu-metaalsubstraten voor YBCO-supergeleidende draad (*1) en massaproductiesystemen heeft opgezet die vanaf april 2015 in gebruik zullen worden genomen.
In oktober 2008 ontwikkelde Tanaka Kikinzoku Kogyo samen met Chubu Electric Power en de Universiteit van Kagoshima de allereerste gestructureerde koperen metalen substraten met behulp van supergeleidende draad. De productie ging van start en de eerste monsters werden in december van datzelfde jaar geleverd. Deze supergeleidende draad vervangt het gebruik van nikkellegeringen (nikkel-wolfraamlegeringen), die voorheen de belangrijkste materialen waren voor gestructureerde metalen substraten, door goedkoop en zeer georiënteerd (*2) koper, waardoor de kosten met meer dan 50% worden verlaagd. Een van de zwakke punten van koper is de gevoeligheid voor oxidatie, waardoor de dunne film (supergeleidende draad of oxidebufferlaag) die op het substraat wordt gevormd, kan loslaten. De oriëntatie en de gladheid van het oppervlak worden echter verbeterd door het gebruik van een speciale nikkelgalvaniseeroplossing die palladium bevat als zuurstofmetaalbarrièrelaag, wat de stabiliteit van de afzetting van de dunne film op het substraat verbetert.
Sinds de eerste monsters van de gestructureerde Cu-substraten werden verzonden, heeft Tanaka Kikinzoku Kogyo voortdurend onderzoek gedaan naar de stabiliteit van de afzetting. De productie van langwerpige substraten is nu mogelijk dankzij de optimalisatie van de apparatuur. Om direct te kunnen inspelen op de binnenlandse en internationale vraag, werd in april 2015 een speciale productielijn gebouwd in een eigen fabriek. Naar verwachting zal deze technologie in de toekomst worden toegepast in diverse andere sectoren, waaronder hoogspanningskabels voor lange afstanden, MRI (Magnetic Resonance Imaging) en NMR (Nuclear Magnetic Resonance), die sterke magnetische velden vereisen, en motoren voor grote schepen. Tanaka Kikinzoku Kogyo streeft naar een jaaromzet van 1,2 miljard yen in 2020.
Een demonstratieopstelling van dit substraat met behulp van supergeleidende draad werd met succes tentoongesteld op de 2e High-function Metal Expo, die plaatsvond van 8 tot en met 10 april 2015 in Tokyo Big Sight.
*1 YBCO-supergeleidende draad. Supergeleidende materialen die zijn verwerkt voor gebruik als draad en die een elektrische weerstand van nul bereiken. Het is samengesteld uit yttrium, barium, koper en zuurstof.
*2 Oriëntatie Dit geeft de mate van uniformiteit in de oriëntatie van de kristallen aan. Een hogere mate van supergeleiding kan worden verkregen door de kristallen met regelmatige tussenafstanden te rangschikken.
Supergeleidende draden hebben de eigenschap dat ze, wanneer ze opgerold zijn, krachtige magnetische velden produceren. Ze worden geclassificeerd op basis van de kritische temperatuur (de temperatuur waarbij ze supergeleidend worden). Er zijn twee typen: "hogetemperatuur-supergeleidende draad", die supergeleiding behoudt bij -196 °C of lager, en "lagetemperatuur-supergeleidende draad", die supergeleiding behoudt bij -250 °C of lager. In vergelijking met lagetemperatuur-supergeleidende draad, die al wordt gebruikt voor MRI, NMR, lineaire motoren en meer, heeft hogetemperatuur-supergeleidende draad een hogere kritische stroomdichtheid (grootte van de elektrische stroom), lagere kosten door het gebruik van vloeibare stikstof voor koeling en een verminderde gevoeligheid voor de effecten van externe magnetische velden. Daarom wordt de ontwikkeling van hogetemperatuur-supergeleidende draad momenteel gestimuleerd.
Er bestaan hogetemperatuur-supergeleidende draden op basis van bismut (hierna aangeduid als "bi-gebaseerd") en op basis van yttrium (hierna aangeduid als "y-gebaseerd"). Bi-gebaseerde draden worden in een zilveren buis gevuld, die vervolgens wordt bewerkt om hem geschikt te maken voor gebruik als draad. Y-gebaseerde draden worden in een tapevorm op een substraat aangebracht met uitgelijnde kristallen, eveneens om als draad te kunnen worden gebruikt. Y-gebaseerde draden worden beschouwd als de volgende generatie supergeleidende draden, omdat ze een bijzonder hoge kritische stroomdichtheid en sterke magnetische veldeigenschappen hebben, en de materiaalkosten kunnen worden verlaagd door de hoeveelheid zilver te verminderen.
Kenmerken van Y-gebaseerde supergeleidende draadsubstraten en technische ontwikkeling bij Tanaka Kikinzoku Kogyo
Met betrekking tot Y-gebaseerde supergeleidende draadsubstraten voeren we onderzoek en ontwikkeling uit naar "IBAD-substraten" en "getextureerde substraten". De supergeleidende eigenschappen worden verbeterd door de metaalkristallen met regelmatige tussenafstanden te rangschikken, waardoor de oriëntatie van het metaal op elke laag van de tape moet worden uitgevoerd. Bij IBAD-substraten wordt een dunne oxidefilm in een specifieke richting georiënteerd op een niet-georiënteerd, zeer sterk metaal, waarna een supergeleidende laag met behulp van een laser op het substraat wordt aangebracht. Dit resulteert in een sterk substraatmateriaal, maar brengt ook de kosten van de apparatuur en materialen met zich mee. Daarom heeft Tanaka Kikinzoku Kogyo zich gericht op getextureerde substraten. De kosten worden verlaagd door het gebruik van sterk georiënteerd koper als substraatmateriaal, wat tevens de mechanische sterkte verhoogt in combinatie met een versterkingslaag met behulp van clad-technologie die de oriëntatie niet beïnvloedt.
Tanaka Precious Metals, opgericht in 1885, heeft een gediversifieerd bedrijfsportfolio opgebouwd, gericht op het gebruik van edelmetalen. Op 1 april 2010 werd de groep gereorganiseerd met Tanaka Holdings Co., Ltd. als holdingmaatschappij (moedermaatschappij) van Tanaka Precious Metals. Naast het versterken van de corporate governance streeft het bedrijf ernaar de algehele dienstverlening aan klanten te verbeteren door efficiënt management en een dynamische uitvoering van de activiteiten te waarborgen. Tanaka Precious Metals zet zich als specialistisch bedrijf in voor het aanbieden van een divers productaanbod door samenwerking tussen de groepsmaatschappijen.
Tanaka Precious Metals behoort tot de top van Japan wat betreft de hoeveelheid verhandelde edelmetalen. De groep ontwikkelt en levert al jarenlang op stabiele wijze industriële edelmetalen, en biedt daarnaast accessoires en spaarproducten met edelmetalen aan. Als specialist in edelmetalen zal de groep ook in de toekomst blijven bijdragen aan de verrijking van het leven van mensen.
[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 heeft exclusieve productielijnen gebouwd voor gestructureerde koperen metalen substraten voor YBCO-supergeleidende draden en heeft systemen voor massaproductie opgezet die vanaf april 2015 in gebruik zullen worden genomen.
[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
Geplaatst op: 22 november 2019