Les substrats de Cu texturés sont composés de trois couches (épaisseur de 0,1 mm, largeur de 10 mm) (Photo : Business Wire)
Les substrats de Cu texturés sont composés de trois couches (épaisseur de 0,1 mm, largeur de 10 mm) (Photo : Business Wire)
TOKYO–(BUSINESS WIRE)–Tanaka Holdings Co., Ltd. (Siège social : Chiyoda-ku, Tokyo ; Directeur représentatif et PDG : Akira Tanae) a annoncé aujourd'hui que Tanaka Kikinzoku Kogyo KK (Siège social : Chiyoda-ku, Tokyo ; Représentant Directeur et PDG : Akira Tanae) a construit des lignes de production exclusives de substrats métalliques texturés en Cu pour le fil supraconducteur YBCO (*1) et a mis en place des systèmes de production de masse qui seront utilisés à partir d'avril. 2015.
En octobre 2008, Tanaka Kikinzoku Kogyo, Chubu Electric Power et l'Université de Kagoshima ont développé conjointement les tout premiers substrats métalliques Cu texturés utilisant un fil supraconducteur. La production commença et les échantillons furent distribués à partir de décembre de la même année. Ce fil supraconducteur remplace l'utilisation d'alliages de Ni (alliages de nickel et de tungstène), qui étaient autrefois les principaux matériaux des substrats métalliques texturés, par du cuivre à faible coût et à haute orientation (*2), réduisant ainsi les coûts de plus de 50 %. L’une des faiblesses du cuivre est sa susceptibilité à l’oxydation, qui peut provoquer le décollement du film mince (fil supraconducteur ou couche tampon d’oxyde) formé sur le substrat. Cependant, l'orientation et la douceur de la surface sont augmentées grâce à l'utilisation d'une solution spéciale de nickelage qui contient du palladium comme couche barrière contre l'oxygène métallique, ce qui améliore la stabilité du dépôt du film mince sur le substrat.
Depuis que des échantillons de substrats de Cu texturés ont été envoyés pour la première fois, Tanaka Kikinzoku Kogyo a continué à mener des recherches pour vérifier la stabilité des dépôts. La production de substrats allongés est désormais devenue possible grâce à l’optimisation des conditions des équipements. Afin de répondre immédiatement à la demande nationale et internationale, une ligne de production exclusive a été construite dans une usine appartenant à l'entreprise en avril 2015. Il est prévu que cette technologie soit utilisée dans divers autres domaines à l'avenir, notamment les communications longue distance et les câbles d'alimentation électrique de grande capacité, l'imagerie par résonance magnétique (IRM) et la résonance magnétique nucléaire (RMN), qui nécessitent des champs magnétiques élevés, et les moteurs des grands navires. Tanaka Kikinzoku Kogyo vise un chiffre d'affaires annuel de 1,2 milliard de yens d'ici 2020.
Un échantillon de ce substrat utilisant un fil supraconducteur a été exposé avec succès lors de la 2e High-function Metal Expo entre le 8 et le 10 avril 2015, au Tokyo Big Sight.
*1 Fil supraconducteur YBCOMatériaux supraconducteurs traités pour être utilisés comme fil qui atteint une résistance électrique nulle. Il est formé d'yttrium, de baryum, de cuivre et d'oxygène.
*2 OrientationCela indique le degré d'uniformité de l'orientation des cristaux. Un plus grand degré de supraconductivité peut être obtenu en disposant les cristaux à intervalles réguliers.
Les fils supraconducteurs ont la particularité de produire de puissants champs magnétiques lorsqu’ils sont enroulés. Ils sont classés selon leur température critique (la température à laquelle ils atteignent la supraconductivité). Les deux types sont les « fils supraconducteurs à haute température », qui maintiennent la supraconductivité à -196 °C ou moins, et les « fils supraconducteurs à basse température », qui maintiennent la supraconductivité à -250 °C ou moins. Comparé au fil supraconducteur à basse température, qui est déjà utilisé pour l'IRM, la RMN, les automobiles linéaires et plus encore, le fil supraconducteur à haute température a une densité de courant critique plus élevée (taille du courant électrique) et réduit les coûts en utilisant de l'azote liquide pour le refroidissement. , et réduit la sensibilité aux effets des champs magnétiques externes, c'est pourquoi le développement de fils supraconducteurs à haute température est actuellement encouragé.
Il existe des fils supraconducteurs haute température à base de bismuth (appelé ci-dessous « bi-base ») et à base d'yttrium (appelé « base Y » ci-dessous). Les bases bi-base sont remplies dans un tube en argent qui est traité afin de le rendre utilisable comme fil, tandis que les bases Y sont disposées sur un substrat sous forme de bande avec des cristaux alignés afin d'être utilisées comme fil. Le fil supraconducteur à base de Y devrait être la prochaine génération de fil supraconducteur car il présente une densité de courant critique particulièrement élevée, de fortes caractéristiques de champ magnétique et le coût des matériaux peut être réduit en réduisant la quantité d'argent utilisée.
Caractéristiques des substrats de fils supraconducteurs à base de Y et développement technique à Tanaka Kikinzoku Kogyo
Concernant les substrats de fils supraconducteurs à base de Y, nous menons de la R&D sur les « substrats IBAD » et les « substrats texturés ». Les caractéristiques de supraconductivité sont augmentées en disposant les cristaux métalliques à intervalles réguliers, de sorte que le traitement d'orientation du métal doit être effectué sur chaque couche qui forme la bande. Pour les substrats IBAD, une couche mince d'oxyde est orientée dans une direction spécifique sur un métal non orienté à haute résistance, et une couche supraconductrice est disposée sur le substrat à l'aide d'un laser, ce qui crée un matériau de substrat solide, mais cela soulève également le problème du coût de l'équipement et du matériel. C'est pourquoi Tanaka Kikinzoku Kogyo s'est concentré sur les substrats texturés. Les coûts sont réduits en utilisant du cuivre à haute orientation comme matériau de substrat, ce qui augmente également la résistance mécanique lorsqu'il est combiné avec une couche de matériau de renforcement utilisant une technologie de revêtement qui n'affecte pas l'orientation.
Créée en 1885, Tanaka Precious Metals a développé une gamme diversifiée d'activités commerciales axées sur l'utilisation des métaux précieux. Le 1er avril 2010, le groupe a été réorganisé avec Tanaka Holdings Co., Ltd. en tant que société holding (société mère) de Tanaka Precious Metals. En plus de renforcer la gouvernance d'entreprise, l'entreprise vise à améliorer le service global aux clients en assurant une gestion efficace et une exécution dynamique des opérations. Tanaka Precious Metals s'engage, en tant qu'entreprise spécialisée, à fournir une gamme diversifiée de produits grâce à la coopération entre les sociétés du groupe.
Tanaka Precious Metals est dans la première classe au Japon en termes de volume de métaux précieux traités, et depuis de nombreuses années, le groupe a développé et fourni de manière stable des métaux précieux industriels, en plus de fournir des accessoires et des produits d'épargne utilisant des métaux précieux. En tant que professionnel des métaux précieux, le Groupe continuera à contribuer à enrichir la vie des gens à l'avenir.
[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 a construit des lignes de production exclusives pour les substrats métalliques texturés en Cu pour le fil supraconducteur YBCO et a mis en place des systèmes de production de masse qui seront utilisés à partir d'avril 2015.
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Heure de publication : 22 novembre 2019