Teksturerte Cu-substrater er sammensatt av tre lag (tykkelse på 0,1 mm, bredde på 10 mm) (Foto: Business Wire)
Teksturerte Cu-substrater er sammensatt av tre lag (tykkelse på 0,1 mm, bredde på 10 mm) (Foto: Business Wire)
TOKYO–(BUSINESS WIRE)–Tanaka Holdings Co., Ltd. (Hovedkontor: Chiyoda-ku, Tokyo; representant og administrerende direktør: Akira Tanae) kunngjorde i dag at Tanaka Kikinzoku Kogyo KK (Hovedkontor: Chiyoda-ku, Tokyo; representant og administrerende direktør: Akira Tanae) har konstruert eksklusive produksjonslinjer for teksturerte Cu-metallsubstrater for YBCO superledende tråd (*1) og har etablert masseproduksjonssystemer for bruk fra april 2015.
I oktober 2008 utviklet Tanaka Kikinzoku Kogyo sammen med Chubu Electric Power og Kagoshima University de aller første teksturerte Cu-metallsubstratene ved bruk av superledende tråd. Produksjonen startet, og prøver ble distribuert fra desember samme år. Denne superledende tråden erstatter bruken av Ni-legeringer (nikkel- og wolframlegeringer), som tidligere var hovedmaterialene for teksturerte metallsubstrater, med lavkost og høyorientert (*2) kobber, og reduserer dermed kostnadene med mer enn 50 %. En av svakhetene med kobber er dens følsomhet for oksidasjon, noe som kan føre til at den tynne filmen (superledende tråd eller oksidbufferlag) som dannes på substratet løsner. Orienteringen og overflateglattheten økes imidlertid ved bruk av en spesiell nikkelbeleggløsning som inneholder palladium som oksygenmetallbarrierelag, noe som forbedrer avsetningsstabiliteten til den tynne filmen på substratet.
Siden prøver av de teksturerte Cu-substratene først ble sendt ut, har Tanaka Kikinzoku Kogyo fortsatt å utføre forskning for å verifisere avsetningsstabilitet. Produksjon av langstrakte substrater har nå blitt mulig gjennom optimalisering av utstyrsforhold. For å kunne imøtekomme innenlandsk og internasjonal etterspørsel umiddelbart, ble en eksklusiv produksjonslinje bygget ved et selskapseid anlegg i april 2015. Det forventes at denne teknologien vil bli tatt i bruk i en rekke andre felt i fremtiden, inkludert langdistanse og høykapasitets strømforsyningskabler, magnetisk resonansavbildning (MRI) og kjernemagnetisk resonans (NMR), som krever høye magnetfelt, og motorer for store skip. Tanaka Kikinzoku Kogyo tar sikte på å oppnå et årlig salg på 1,2 milliarder yen innen år 2020.
En prøveutstilling av dette substratet ved bruk av superledende tråd ble vist frem med suksess på den andre High-function Metal Expo mellom 8. og 10. april 2015 på Tokyo Big Sight.
*1 YBCO superledende ledningSuperledende materialer bearbeidet for bruk som en ledning som oppnår null elektrisk motstand. Den er dannet av yttrium, barium, kobber og oksygen.
*2 OrienteringDette indikerer graden av ensartethet i orienteringen av krystaller. En større grad av superledning kan oppnås ved å arrangere krystallene med jevne mellomrom.
Superledende ledninger har den egenskapen at de produserer kraftige magnetfelt når de kveiles. De klassifiseres etter kritisk temperatur (temperaturen der de oppnår superledning). De to typene er «høytemperatur superledende ledning», som opprettholder superledningsevnen ved -196 °C eller lavere, og «lavtemperatur superledende ledning», som opprettholder superledningsevnen ved -250 °C eller lavere. Sammenlignet med lavtemperatur superledende ledning, som allerede brukes til MR, NMR, lineære biler og mer, har høytemperatur superledende ledning en høyere kritisk strømtetthet (størrelsen på elektrisk strøm), senker kostnadene ved å bruke flytende nitrogen til kjøling og reduserer følsomheten for effektene av eksterne magnetfelt, så utviklingen av høytemperatur superledende ledninger fremmes for tiden.
Det finnes vismutbaserte (referert til som «bibaserte» nedenfor) og yttriumbaserte (referert til som «Y-baserte» nedenfor) superledende ledninger for høy temperatur. Bibaserte er fylt i et sølvrør som er bearbeidet for å gjøre det brukbart som en ledning, mens Y-baserte er plassert på et substrat i et båndformat med justerte krystaller for å kunne brukes som en ledning. Y-basert forventes å være neste generasjon superledende ledning, da den har en spesielt høy kritisk strømtetthet, sterke magnetfeltegenskaper, og materialkostnadene kan senkes ved å redusere mengden sølv som brukes.
Kjennetegn ved Y-baserte superledende trådsubstrater og teknisk utvikling ved Tanaka Kikinzoku Kogyo
Når det gjelder Y-baserte superledende trådsubstrater, driver vi med forskning og utvikling for «IBAD-substrater» og «teksturerte substrater». Superledningsegenskapene økes ved å arrangere metallkrystallene med jevne mellomrom, slik at orienteringsprosessen av metallet må behandles på hvert lag som danner båndet. For IBAD-substrater orienteres et tynt oksidfilmlag i en bestemt retning på et ikke-orientert høyfast metall, og et superledende lag plasseres på substratet ved hjelp av en laser, noe som skaper et sterkt substratmateriale, men det reiser også spørsmålet om kostnadene for utstyr og materialer. Det er derfor Tanaka Kikinzoku Kogyo har fokusert på teksturerte substrater. Kostnadene reduseres ved å bruke høyorientert kobber som substratmateriale, noe som også øker den mekaniske styrken når det kombineres med et forsterkningsmateriallag ved hjelp av kledningsteknologi som ikke påvirker orienteringen.
Tanaka Precious Metals ble etablert i 1885 og har bygget opp et variert spekter av forretningsaktiviteter fokusert på bruk av edle metaller. 1. april 2010 ble gruppen omorganisert med Tanaka Holdings Co., Ltd. som holdingselskap (morselskap) for Tanaka Precious Metals. I tillegg til å styrke eierstyring og selskapsledelse, har selskapet som mål å forbedre den generelle servicen til kundene ved å sikre effektiv styring og dynamisk gjennomføring av driften. Tanaka Precious Metals er forpliktet, som en spesialisert bedriftsenhet, til å tilby et mangfoldig utvalg av produkter gjennom samarbeid mellom konsernselskapene.
Tanaka Precious Metals er i toppklassen i Japan når det gjelder volumet av håndtert edelmetall, og i mange år har gruppen utviklet og stabilt levert industrielle edelmetaller, i tillegg til å tilby tilbehør og sparevarer med bruk av edelmetaller. Som fagfolk innen edelmetaller vil gruppen fortsette å bidra til å berike folks liv i fremtiden.
[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 har konstruert eksklusive produksjonslinjer for teksturerte Cu-metallsubstrater for YBCO superledende tråd og har etablert masseproduksjonssystemer for bruk fra april 2015.
[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
Publisert: 22. november 2019