Texturerade Cu-substrat består av tre lager (tjocklek 0,1 mm, bredd 10 mm) (Foto: Business Wire)
Texturerade Cu-substrat består av tre lager (tjocklek 0,1 mm, bredd 10 mm) (Foto: Business Wire)
TOKYO–(BUSINESS WIRE)–Tanaka Holdings Co., Ltd. (Huvudkontor: Chiyoda-ku, Tokyo; Representativ direktör och VD: Akira Tanae) meddelade idag att Tanaka Kikinzoku Kogyo KK (Huvudkontor: Chiyoda-ku, Tokyo; Representativ direktör och VD: Akira Tanae) har konstruerat exklusiva produktionslinjer för texturerade Cu-metallsubstrat för YBCO-supraledande tråd (*1) och har etablerat massproduktionssystem för användning från och med april 2015.
I oktober 2008 utvecklade Tanaka Kikinzoku Kogyo tillsammans med Chubu Electric Power och Kagoshima University gemensamt de första texturerade Cu-metallsubstraten med supraledande tråd. Produktionen påbörjades och prover distribuerades från och med december samma år. Denna supraledande tråd ersätter användningen av Ni-legeringar (nickel- och volframlegeringar), som tidigare var de primära materialen för texturerade metallsubstrat, med billig och högorienterad (*2) koppar, vilket minskar kostnaderna med mer än 50 %. En av kopparns svagheter är dess känslighet för oxidation, vilket kan orsaka att den tunna filmen (supraledande tråd eller oxidbuffertlager) som bildas på substratet lossnar. Orienteringen och ytjämnheten ökar dock genom användning av en speciell nickelpläteringslösning som innehåller palladium som syremetallbarriärlager, vilket förbättrar den tunna filmens avsättningsstabilitet på substratet.
Sedan prover av de texturerade Cu-substraten först skickades ut har Tanaka Kikinzoku Kogyo fortsatt att forska för att verifiera avsättningsstabilitet. Produktionen av avlånga substrat har nu blivit möjlig genom optimering av utrustningsförhållandena. För att omedelbart kunna möta den inhemska och internationella efterfrågan byggdes en exklusiv produktionslinje vid en företagsägd anläggning i april 2015. Det förväntas att denna teknik kommer att användas inom olika andra områden i framtiden, inklusive långdistans- och högkapacitetskablar, magnetisk resonanstomografi (MRT) och kärnmagnetisk resonans (NMR), som kräver höga magnetfält, och motorer för stora fartyg. Tanaka Kikinzoku Kogyo siktar på att uppnå en årlig försäljning på 1,2 miljarder yen år 2020.
Ett exempel på detta substrat med supraledande tråd visades framgångsrikt upp på den andra High-function Metal Expo mellan 8 och 10 april 2015 på Tokyo Big Sight.
*1 YBCO supraledande trådSupraledande material bearbetade för användning som en tråd som uppnår noll elektrisk resistans. Den är bildad av yttrium, barium, koppar och syre.
*2 OrienteringDetta indikerar graden av enhetlighet i kristallernas orientering. En högre grad av supraledning kan erhållas genom att arrangera kristallerna med regelbundna intervall.
Supraledande trådar har egenskapen att producera kraftfulla magnetfält när de lindas. De klassificeras efter kritisk temperatur (den temperatur vid vilken de uppnår supraledning). De två typerna är "högtemperatursupraledande tråd", som bibehåller supraledning vid -196 °C eller lägre, och "lågtemperatursupraledande tråd", som bibehåller supraledning vid -250 °C eller lägre. I jämförelse med lågtemperatursupraledande tråd, som redan används för MRI, NMR, linjära bilar med mera, har högtemperatursupraledande tråd en högre kritisk strömtäthet (storleken på elektrisk ström), sänker kostnaderna genom att använda flytande kväve för kylning och minskar känsligheten för effekterna av externa magnetfält, så utvecklingen av högtemperatursupraledande tråd främjas för närvarande.
Det finns vismutbaserade (nedan kallade "bibaserade") och yttriumbaserade (nedan kallade "Y-baserade") supraledande trådar för höga temperaturer. Bibaserade är fyllda i ett silverrör som bearbetas för att göra det användbart som tråd, medan Y-baserade är placerade på ett substrat i ett bandformat med uppradade kristaller för att kunna användas som tråd. Y-baserade förväntas bli nästa generations supraledande tråd eftersom den har en särskilt hög kritisk strömtäthet, starka magnetfältegenskaper och materialkostnaden kan sänkas genom att minska mängden silver som används.
Egenskaper hos Y-baserade supraledande trådsubstrat och teknisk utveckling vid Tanaka Kikinzoku Kogyo
När det gäller Y-baserade supraledande trådsubstrat bedriver vi forskning och utveckling för "IBAD-substrat" och "texturerade substrat". Supraledningsegenskaperna förbättras genom att metallkristallerna arrangeras med regelbundna intervall, så orienteringsbehandlingen av metallen måste bearbetas på varje lager som bildar tejpen. För IBAD-substrat orienteras ett tunnfilmsskikt av oxid i en specifik riktning på en icke-orienterad höghållfast metall, och ett supraledande skikt placeras på substratet med hjälp av en laser, vilket skapar ett starkt substratmaterial, men det väcker också frågan om kostnaden för utrustning och material. Det är därför Tanaka Kikinzoku Kogyo har fokuserat på texturerade substrat. Kostnaderna minskas genom att använda högorienterad koppar som substratmaterial, vilket också ökar den mekaniska hållfastheten i kombination med ett förstärkningsmateriallager med hjälp av pläteringsteknik som inte påverkar orienteringen.
Tanaka Precious Metals grundades 1885 och har byggt upp ett diversifierat utbud av affärsverksamheter inriktade på användningen av ädelmetaller. Den 1 april 2010 omorganiserades koncernen med Tanaka Holdings Co., Ltd. som holdingbolag (moderbolag) för Tanaka Precious Metals. Förutom att stärka bolagsstyrningen strävar företaget efter att förbättra den övergripande servicen till kunderna genom att säkerställa effektiv ledning och dynamiskt genomförande av verksamheten. Tanaka Precious Metals har åtagit sig, som en specialiserad företagsenhet, att tillhandahålla ett brett utbud av produkter genom samarbete mellan koncernbolagen.
Tanaka Precious Metals är i toppklassen i Japan vad gäller volymen av hanterade ädelmetaller, och gruppen har under många år utvecklat och stabilt levererat industriella ädelmetaller, utöver att tillhandahålla tillbehör och sparvaror med ädelmetaller. Som ädelmetallexperter kommer gruppen att fortsätta att bidra till att berika människors liv i framtiden.
[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 konstruerat exklusiva produktionslinjer för texturerade Cu-metallsubstrat för YBCO-supraledande tråd och har etablerat massproduktionssystem för användning från och med 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
Publiceringstid: 22 november 2019