I substrati in Cu testurizzato sono composti da tre strati (spessore di 0,1 mm, larghezza di 10 mm) (Foto: Business Wire)
I substrati in Cu testurizzato sono composti da tre strati (spessore di 0,1 mm, larghezza di 10 mm) (Foto: Business Wire)
TOKYO–(BUSINESS WIRE)–Tanaka Holdings Co., Ltd. (Sede centrale: Chiyoda-ku, Tokyo; Direttore rappresentativo e CEO: Akira Tanae) ha annunciato oggi che Tanaka Kikinzoku Kogyo KK (Sede centrale: Chiyoda-ku, Tokyo; Rappresentante Direttore e CEO: Akira Tanae) ha costruito linee di produzione esclusive per substrati metallici Cu testurizzati per il filo superconduttore YBCO (*1) e ha creato sistemi di produzione di massa da utilizzare a partire da aprile 2015.
Nell'ottobre 2008, Tanaka Kikinzoku Kogyo insieme a Chubu Electric Power e all'Università di Kagoshima hanno sviluppato congiuntamente i primi substrati metallici Cu strutturati utilizzando filo superconduttore. La produzione iniziò e i campioni furono distribuiti a partire dal dicembre dello stesso anno. Questo filo superconduttore sostituisce l'uso di leghe di Ni (leghe di nichel e tungsteno), che in passato erano i materiali primari per substrati metallici strutturati, con rame a basso costo e ad alto orientamento (*2), riducendo così i costi di oltre il 50%. Uno dei punti deboli del rame è la sua suscettibilità all'ossidazione, che può causare il distacco della pellicola sottile (filo superconduttore o strato tampone di ossido) formata sul substrato. Tuttavia, l'orientamento e la levigatezza della superficie vengono aumentati attraverso l'uso di una speciale soluzione di nichelatura che contiene palladio come strato barriera metallico contro l'ossigeno, che migliora la stabilità della deposizione della pellicola sottile sul substrato.
Da quando sono stati inviati per la prima volta i campioni dei substrati testurizzati di Cu, Tanaka Kikinzoku Kogyo ha continuato a svolgere ricerche per verificare la stabilità della deposizione. La produzione di substrati allungati è ora diventata possibile grazie all'ottimizzazione delle condizioni delle apparecchiature. Per rispondere immediatamente alla domanda nazionale e internazionale, nell'aprile 2015 è stata costruita un'esclusiva linea di produzione presso uno stabilimento di proprietà dell'azienda. Si prevede che questa tecnologia verrà utilizzata in futuro in vari altri campi, compresi i trasporti a lunga distanza e cavi di alimentazione elettrica ad alta capacità, risonanza magnetica (MRI) e risonanza magnetica nucleare (NMR), che richiedono campi magnetici elevati, e motori per grandi navi. Tanaka Kikinzoku Kogyo punta a raggiungere un fatturato annuo di 1,2 miliardi di yen entro il 2020.
Un esempio di questo substrato utilizzando filo superconduttore è stato esposto con successo al 2° High-function Metal Expo tra l'8 e il 10 aprile 2015, al Tokyo Big Sight.
*1 Filo superconduttore YBCOMateriali superconduttori elaborati per l'uso come filo che raggiunge una resistenza elettrica pari a zero. È formato da ittrio, bario, rame e ossigeno.
*2 OrientamentoIndica il grado di uniformità nell'orientamento dei cristalli. Un maggior grado di superconduttività può essere ottenuto disponendo i cristalli ad intervalli regolari.
I fili superconduttori hanno la caratteristica di produrre potenti campi magnetici quando vengono avvolti. Sono classificati in base alla temperatura critica (la temperatura alla quale raggiungono la superconduttività). I due tipi sono “filo superconduttore ad alta temperatura”, che mantiene la superconduttività a -196°C o inferiore, e “filo superconduttore a bassa temperatura”, che mantiene la superconduttività a -250°C o inferiore. Rispetto al filo superconduttore a bassa temperatura, già utilizzato per MRI, NMR, automobili lineari e altro, il filo superconduttore ad alta temperatura ha una densità di corrente critica (dimensione della corrente elettrica) più elevata e riduce i costi utilizzando azoto liquido per il raffreddamento e riduce la suscettibilità agli effetti dei campi magnetici esterni, quindi è attualmente in fase di promozione lo sviluppo di cavi superconduttori ad alta temperatura.
Esistono fili superconduttori ad alta temperatura a base di bismuto (di seguito denominato “bi-based”) e di ittrio (di seguito “a base Y”). I prodotti a base bi vengono riempiti in un tubo d'argento che viene lavorato per renderlo utilizzabile come filo, mentre i prodotti a base Y vengono disposti su un substrato in formato nastro con cristalli allineati per essere utilizzati come filo. Si prevede che il filo a base Y sarà la prossima generazione di cavi superconduttori poiché ha una densità di corrente critica particolarmente elevata, forti caratteristiche di campo magnetico e il costo dei materiali può essere ridotto riducendo la quantità di argento utilizzata.
Caratteristiche dei substrati di filo superconduttore a base Y e sviluppo tecnico presso Tanaka Kikinzoku Kogyo
Per quanto riguarda i substrati di filo superconduttore a base Y, stiamo svolgendo attività di ricerca e sviluppo per “substrati IBAD” e “substrati testurizzati”. Le caratteristiche di superconduttività vengono aumentate disponendo i cristalli metallici ad intervalli regolari, quindi la lavorazione di orientamento del metallo deve essere effettuata su ogni strato che forma il nastro. Per i substrati IBAD, uno strato di film sottile di ossido è orientato in una direzione specifica su un metallo ad alta resistenza non orientato e uno strato superconduttore viene disposto sul substrato utilizzando un laser, che crea un materiale di substrato resistente, ma solleva anche il problema del costo delle attrezzature e dei materiali. Questo è il motivo per cui Tanaka Kikinzoku Kogyo si è concentrato su substrati strutturati. I costi vengono ridotti utilizzando rame ad alto orientamento come materiale del substrato, che aumenta anche la resistenza meccanica se combinato con uno strato di materiale di rinforzo utilizzando la tecnologia placcata che non influisce sull'orientamento.
Fondata nel 1885, la Tanaka Precious Metals ha costruito una gamma diversificata di attività commerciali incentrate sull'utilizzo dei metalli preziosi. Il 1° aprile 2010, il gruppo è stato riorganizzato con Tanaka Holdings Co., Ltd. come holding (società madre) di Tanaka Precious Metals. Oltre a rafforzare la governance aziendale, la società mira a migliorare il servizio complessivo ai clienti garantendo una gestione efficiente e un'esecuzione dinamica delle operazioni. Tanaka Precious Metals si impegna, in quanto entità aziendale specializzata, a fornire una gamma diversificata di prodotti attraverso la cooperazione tra le società del gruppo.
Tanaka Precious Metals è ai primi posti in Giappone in termini di volume di metalli preziosi trattati e da molti anni il gruppo sviluppa e fornisce stabilmente metalli preziosi industriali, oltre a fornire accessori e beni di risparmio utilizzando metalli preziosi. In qualità di professionisti dei metalli preziosi, il Gruppo continuerà a contribuire ad arricchire la vita delle persone in 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
TANAKA ha costruito linee di produzione esclusive per substrati metallici Cu testurizzati per il filo superconduttore YBCO e ha creato sistemi di produzione di massa da utilizzare a partire da aprile 2015.
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Orario di pubblicazione: 22 novembre 2019