Die strukturierten Cu-Substrate bestehen aus drei Schichten (Dicke 0,1 mm, Breite 10 mm) (Foto: Business Wire).
Die strukturierten Cu-Substrate bestehen aus drei Schichten (Dicke 0,1 mm, Breite 10 mm) (Foto: Business Wire).
TOKIO–(BUSINESS WIRE)–Tanaka Holdings Co., Ltd. (Hauptsitz: Chiyoda-ku, Tokio; Repräsentativer Direktor & CEO: Akira Tanae) gab heute bekannt, dass Tanaka Kikinzoku Kogyo KK (Hauptsitz: Chiyoda-ku, Tokio; Repräsentativer Direktor & CEO: Akira Tanae) exklusive Produktionslinien für texturierte Cu-Metallsubstrate für YBCO-Supraleiterdrähte (*1) errichtet und Massenproduktionssysteme für den Einsatz ab April 2015 eingerichtet hat.
Im Oktober 2008 entwickelte Tanaka Kikinzoku Kogyo gemeinsam mit Chubu Electric Power und der Universität Kagoshima die ersten texturierten Kupfersubstrate mittels supraleitendem Draht. Die Produktion begann und Muster wurden ab Dezember desselben Jahres ausgeliefert. Dieser supraleitende Draht ersetzt die bisher hauptsächlich für texturierte Metallsubstrate verwendeten Nickel- und Wolframlegierungen durch kostengünstiges und hochorientiertes Kupfer (*2), wodurch die Kosten um mehr als 50 % gesenkt werden konnten. Eine Schwäche von Kupfer ist seine Oxidationsanfälligkeit, die zum Ablösen des auf dem Substrat gebildeten Dünnfilms (supraleitender Draht oder Oxidpufferschicht) führen kann. Durch die Verwendung einer speziellen Nickelplattierungslösung mit Palladium als Sauerstoffbarriereschicht werden jedoch die Orientierung und die Oberflächenglätte verbessert, was die Stabilität der Dünnfilmabscheidung auf dem Substrat erhöht.
Seit der ersten Auslieferung von Mustern der texturierten Kupfersubstrate hat Tanaka Kikinzoku Kogyo die Forschung zur Überprüfung der Abscheidungsstabilität fortgesetzt. Durch die Optimierung der Anlagenbedingungen ist nun die Herstellung länglicher Substrate möglich. Um die nationale und internationale Nachfrage umgehend bedienen zu können, wurde im April 2015 in einem firmeneigenen Werk eine eigene Produktionslinie errichtet. Es wird erwartet, dass diese Technologie zukünftig in verschiedenen weiteren Bereichen Anwendung finden wird, darunter Fern- und Hochleistungs-Stromversorgungskabel, Magnetresonanztomographie (MRT) und Kernspinresonanz (NMR), die hohe Magnetfelder erfordern, sowie Motoren für große Schiffe. Tanaka Kikinzoku Kogyo strebt bis zum Jahr 2020 einen Jahresumsatz von 1,2 Milliarden Yen an.
Ein Beispiel für die Verwendung dieses Substrats mit supraleitendem Draht wurde erfolgreich auf der 2. High-function Metal Expo vom 8. bis 10. April 2015 im Tokyo Big Sight ausgestellt.
*1 YBCO-Supraleiterdraht: Supraleitendes Material, das zu einem Draht mit verschwindendem elektrischen Widerstand verarbeitet wird. Es besteht aus Yttrium, Barium, Kupfer und Sauerstoff.
*2 Orientierung: Dies gibt den Grad der Gleichmäßigkeit in der Orientierung der Kristalle an. Ein höherer Grad an Supraleitung kann durch die Anordnung der Kristalle in regelmäßigen Abständen erreicht werden.
Supraleitende Drähte erzeugen beim Aufwickeln starke Magnetfelder. Sie werden nach ihrer kritischen Temperatur (der Temperatur, bei der sie supraleitend werden) klassifiziert. Man unterscheidet zwischen Hochtemperatur-Supraleitern, die bei -196 °C oder darunter supraleitend bleiben, und Tieftemperatur-Supraleitern, die bei -250 °C oder darunter supraleitend werden. Im Vergleich zu Tieftemperatur-Supraleitern, die bereits in MRT, NMR, Linearmotoren und anderen Anwendungen eingesetzt werden, weisen Hochtemperatur-Supraleiter eine höhere kritische Stromdichte (Stromstärke) auf, senken die Kosten durch die Kühlung mit flüssigem Stickstoff und sind weniger anfällig für externe Magnetfelder. Daher wird die Entwicklung von Hochtemperatur-Supraleitern derzeit intensiv vorangetrieben.
Es gibt supraleitende Hochtemperaturdrähte auf Bismutbasis (im Folgenden „Bi-basiert“ genannt) und auf Yttriumbasis (im Folgenden „Y-basiert“ genannt). Bi-basierte Drähte werden in ein Silberrohr gefüllt, das so verarbeitet wird, dass es als Draht verwendet werden kann. Y-basierte Drähte hingegen werden bandförmig mit ausgerichteten Kristallen auf einem Substrat aufgebracht und ebenfalls als Draht verwendet. Y-basierte Drähte gelten als die nächste Generation supraleitender Drähte, da sie eine besonders hohe kritische Stromdichte und starke Magnetfeldstärke aufweisen. Zudem lassen sich die Materialkosten durch die Reduzierung des Silberanteils senken.
Charakteristika von Y-basierten supraleitenden Drahtsubstraten und technische Entwicklung bei Tanaka Kikinzoku Kogyo
Im Bereich der Y-basierten supraleitenden Drahtsubstrate betreiben wir Forschung und Entwicklung für „IBAD-Substrate“ und „texturierte Substrate“. Die Supraleitungseigenschaften werden durch die Anordnung der Metallkristalle in regelmäßigen Abständen verbessert. Daher muss die Orientierungsbearbeitung des Metalls auf jeder Schicht des Bandes erfolgen. Bei IBAD-Substraten wird eine Oxid-Dünnschicht in einer bestimmten Richtung auf ein nicht-orientiertes, hochfestes Metall aufgebracht. Anschließend wird eine supraleitende Schicht mittels Laser auf das Substrat aufgebracht. Dies erzeugt zwar ein festes Substratmaterial, führt aber auch zu hohen Kosten für Anlagen und Materialien. Aus diesem Grund konzentriert sich Tanaka Kikinzoku Kogyo auf texturierte Substrate. Die Kosten werden durch die Verwendung von hochorientiertem Kupfer als Substratmaterial gesenkt. In Kombination mit einer Verstärkungsschicht, die mittels einer plattierten Technologie aufgebracht wird, erhöht sich zudem die mechanische Festigkeit. Diese Technologie beeinflusst die Orientierung nicht.
Die 1885 gegründete Tanaka Precious Metals hat sich ein breit gefächertes Geschäftsfeld mit Schwerpunkt auf der Verwendung von Edelmetallen aufgebaut. Am 1. April 2010 wurde die Unternehmensgruppe neu strukturiert, wobei die Tanaka Holdings Co., Ltd. als Holdinggesellschaft (Muttergesellschaft) der Tanaka Precious Metals fungiert. Neben der Stärkung der Corporate Governance strebt das Unternehmen eine Verbesserung des Kundenservice durch effizientes Management und dynamische Geschäftsabwicklung an. Als spezialisiertes Unternehmen ist Tanaka Precious Metals bestrebt, durch die Zusammenarbeit der Konzerngesellschaften ein vielfältiges Produktangebot bereitzustellen.
Tanaka Precious Metals zählt in Japan zu den führenden Edelmetallhändlern und entwickelt und liefert seit vielen Jahren zuverlässig industrielle Edelmetalle. Darüber hinaus bietet die Unternehmensgruppe auch Accessoires und Anlageprodukte aus Edelmetallen an. Als Edelmetallexperten wird die Gruppe auch in Zukunft einen Beitrag zur Verbesserung der Lebensqualität leisten.
[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 hat exklusive Produktionslinien für texturierte Cu-Metallsubstrate für YBCO-Supraleiterdrähte aufgebaut und Massenproduktionssysteme eingerichtet, die ab April 2015 zum Einsatz kommen.
[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
Veröffentlichungsdatum: 22. November 2019