Os substratos de cobre texturizados são compostos por três camadas (espessura de 0,1 mm, largura de 10 mm) (Foto: Business Wire)
Os substratos de cobre texturizados são compostos por três camadas (espessura de 0,1 mm, largura de 10 mm) (Foto: Business Wire)
TÓQUIO – (BUSINESS WIRE) – A Tanaka Holdings Co., Ltd. (Sede: Chiyoda-ku, Tóquio; Diretor Representante e CEO: Akira Tanae) anunciou hoje que a Tanaka Kikinzoku Kogyo KK (Sede: Chiyoda-ku, Tóquio; Diretor Representante e CEO: Akira Tanae) construiu linhas de produção exclusivas para substratos de metal Cu texturizados para fio supercondutor YBCO (*1) e estabeleceu sistemas de produção em massa para uso a partir de abril de 2015.
Em outubro de 2008, a Tanaka Kikinzoku Kogyo, em conjunto com a Chubu Electric Power e a Universidade de Kagoshima, desenvolveu os primeiros substratos de cobre texturizados utilizando fio supercondutor. A produção teve início e as amostras foram distribuídas a partir de dezembro do mesmo ano. Este fio supercondutor substitui o uso de ligas de níquel (ligas de níquel e tungstênio), que antes eram os principais materiais para substratos metálicos texturizados, por cobre de baixo custo e alta orientação (*2), reduzindo assim os custos em mais de 50%. Uma das fragilidades do cobre é a sua suscetibilidade à oxidação, que pode causar o desprendimento da película fina (fio supercondutor ou camada de óxido) formada sobre o substrato. No entanto, a orientação e a suavidade da superfície são aumentadas através do uso de uma solução especial de niquelagem que contém paládio como camada de barreira de oxigênio, o que melhora a estabilidade da deposição da película fina sobre o substrato.
Desde o envio das primeiras amostras de substratos de cobre texturizados, a Tanaka Kikinzoku Kogyo tem realizado pesquisas contínuas para verificar a estabilidade da deposição. A produção de substratos alongados tornou-se possível graças à otimização das condições dos equipamentos. Para atender imediatamente à demanda nacional e internacional, uma linha de produção exclusiva foi construída em uma fábrica própria da empresa em abril de 2015. Espera-se que essa tecnologia seja aplicada em diversos outros campos no futuro, incluindo cabos de fornecimento de energia elétrica de longa distância e alta capacidade, Ressonância Magnética (RM) e Ressonância Magnética Nuclear (RMN), que exigem altos campos magnéticos, e motores para grandes embarcações. A Tanaka Kikinzoku Kogyo almeja atingir um faturamento anual de 1,2 bilhão de ienes até 2020.
Uma demonstração desse substrato utilizando fio supercondutor foi exibida com sucesso na 2ª Exposição de Metais de Alta Funcionalidade, realizada entre 8 e 10 de abril de 2015, no Tokyo Big Sight.
*1 Fio supercondutor YBCO: Materiais supercondutores processados para uso como fio que atinge resistência elétrica zero. É formado por ítrio, bário, cobre e oxigênio.
*2 Orientação: Indica o grau de uniformidade na orientação dos cristais. Um maior grau de supercondutividade pode ser obtido organizando os cristais em intervalos regulares.
Os fios supercondutores têm a característica de produzir campos magnéticos intensos quando enrolados. Eles são classificados de acordo com a temperatura crítica (a temperatura na qual atingem a supercondutividade). Existem dois tipos: o fio supercondutor de alta temperatura, que mantém a supercondutividade a -196 °C ou menos, e o fio supercondutor de baixa temperatura, que mantém a supercondutividade a -250 °C ou menos. Em comparação com o fio supercondutor de baixa temperatura, já utilizado em ressonância magnética (RM), ressonância magnética nuclear (RMN), motores lineares e outras aplicações, o fio supercondutor de alta temperatura apresenta maior densidade de corrente crítica (intensidade da corrente elétrica), custos mais baixos devido ao uso de nitrogênio líquido para resfriamento e menor suscetibilidade aos efeitos de campos magnéticos externos. Por isso, o desenvolvimento do fio supercondutor de alta temperatura está sendo cada vez mais incentivado.
Existem fios supercondutores de alta temperatura à base de bismuto (doravante denominados "à base de bi") e à base de ítrio (doravante denominados "à base de Y"). Os fios à base de bi são preenchidos em um tubo de prata que é processado para torná-lo utilizável como fio, enquanto os fios à base de ítrio são dispostos em um substrato em formato de fita com cristais alinhados para serem usados como fio. Espera-se que os fios à base de ítrio sejam a próxima geração de fios supercondutores, pois possuem uma densidade de corrente crítica particularmente alta, fortes características de campo magnético e o custo dos materiais pode ser reduzido pela diminuição da quantidade de prata utilizada.
Características dos substratos de fios supercondutores à base de ítrio e desenvolvimento técnico na Tanaka Kikinzoku Kogyo
Com relação aos substratos de fios supercondutores à base de ítrio (Y), estamos realizando pesquisa e desenvolvimento para “substratos IBAD” e “substratos texturizados”. As características de supercondutividade são aprimoradas pelo arranjo de cristais metálicos em intervalos regulares, portanto, o processamento de orientação do metal deve ser realizado em cada camada que forma a fita. Para substratos IBAD, uma fina camada de óxido é orientada em uma direção específica sobre um metal de alta resistência não orientado, e uma camada supercondutora é depositada sobre o substrato utilizando um laser, o que cria um material de substrato resistente, mas também aumenta o custo do equipamento e dos materiais. É por isso que a Tanaka Kikinzoku Kogyo tem se concentrado em substratos texturizados. Os custos são reduzidos utilizando cobre de alta orientação como material de substrato, o que também aumenta a resistência mecânica quando combinado com uma camada de material de reforço utilizando tecnologia de revestimento que não afeta a orientação.
Fundada em 1885, a Tanaka Precious Metals construiu uma gama diversificada de atividades comerciais focadas na utilização de metais preciosos. Em 1º de abril de 2010, o grupo foi reorganizado, tendo a Tanaka Holdings Co., Ltd. como holding (empresa controladora) da Tanaka Precious Metals. Além de fortalecer a governança corporativa, a empresa visa aprimorar o atendimento geral aos clientes, garantindo uma gestão eficiente e a execução dinâmica das operações. A Tanaka Precious Metals, como entidade corporativa especializada, está comprometida em fornecer uma ampla gama de produtos por meio da cooperação entre as empresas do grupo.
A Tanaka Precious Metals está entre as principais empresas do Japão em termos de volume de metais preciosos comercializados. Há muitos anos, o grupo desenvolve e fornece metais preciosos para a indústria, além de oferecer acessórios e produtos de investimento que utilizam metais preciosos. Como especialistas em metais preciosos, o Grupo continuará contribuindo para enriquecer a vida das pessoas no 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
A TANAKA construiu linhas de produção exclusivas para substratos de metal de cobre texturizados para fios supercondutores de YBCO e estabeleceu sistemas de produção em massa para uso a partir de abril de 2015.
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Data da publicação: 22/11/2019