Getextureerde Cu-substraten zijn samengesteld uit drie lagen (dikte van 0,1 mm, breedte van 10 mm) (Foto: Business Wire)
Getextureerde Cu-substraten zijn samengesteld uit drie lagen (dikte van 0,1 mm, breedte van 10 mm) (Foto: Business Wire)
TOKYO–(BUSINESS WIRE)–Tanaka Holdings Co., Ltd. (hoofdkantoor: Chiyoda-ku, Tokio; representatief directeur en CEO: Akira Tanae) heeft vandaag aangekondigd dat Tanaka Kikinzoku Kogyo KK (hoofdkantoor: Chiyoda-ku, Tokio; vertegenwoordiger Directeur en CEO: Akira Tanae) heeft exclusieve productielijnen gebouwd voor getextureerde Cu-metaalsubstraten voor YBCO-supergeleidende draad (*1) en heeft massaproductiesystemen opgezet voor gebruik vanaf april 2015.
In oktober 2008 ontwikkelde Tanaka Kikinzoku Kogyo samen met Chubu Electric Power en Kagoshima University gezamenlijk de allereerste getextureerde Cu-metaalsubstraten met behulp van supergeleidende draad. De productie begon en vanaf december van hetzelfde jaar werden monsters verspreid. Deze supergeleidende draad vervangt het gebruik van Ni-legeringen (nikkel- en wolfraamlegeringen), die vroeger de primaire materialen waren voor gestructureerde metalen substraten, door goedkoop koper met een hoge oriëntatie (*2), waardoor de kosten met meer dan 50% worden verlaagd. Een van de zwakke punten van koper is de gevoeligheid voor oxidatie, waardoor de dunne film (supergeleidende draad of oxidebufferlaag) die op het substraat is gevormd, los kan raken. De oriëntatie en de gladheid van het oppervlak worden echter vergroot door het gebruik van een speciale nikkelplateeroplossing die palladium bevat als de zuurstofmetaalbarrièrelaag, wat de afzettingsstabiliteit van de dunne film op het substraat verbetert.
Sinds monsters van de getextureerde Cu-substraten voor het eerst werden verzonden, is Tanaka Kikinzoku Kogyo onderzoek blijven doen om de afzettingsstabiliteit te verifiëren. De productie van langwerpige substraten is nu mogelijk geworden door de optimalisatie van de apparatuuromstandigheden. Om onmiddellijk te kunnen reageren op de binnenlandse en internationale vraag, werd in april 2015 een exclusieve productielijn gebouwd in een fabriek die eigendom is van het bedrijf. Verwacht wordt dat deze technologie in de toekomst op verschillende andere gebieden zal worden toegepast, waaronder langeafstands- en elektriciteitskabels met hoge capaciteit, Magnetic Resonance Imaging (MRI) en Nuclear Magnetic Resonance (NMR), waarvoor hoge magnetische velden nodig zijn, en motoren voor grote schepen. Tanaka Kikinzoku Kogyo streeft naar een jaarlijkse omzet van 1,2 miljard yen in 2020.
Een voorbeeldweergave van dit substraat met behulp van supergeleidende draad werd met succes tentoongesteld op de 2e High-function Metal Expo tussen 8 april en 10 april 2015 in Tokyo Big Sight.
*1 YBCO-supergeleidende draadSupergeleidende materialen verwerkt voor gebruik als draad die geen elektrische weerstand biedt. Het bestaat uit yttrium, barium, koper en zuurstof.
*2 OriëntatieDit geeft de mate van uniformiteit in de oriëntatie van kristallen aan. Een grotere mate van supergeleiding kan worden verkregen door de kristallen op regelmatige afstanden te plaatsen.
Supergeleidende draden hebben de eigenschap dat ze krachtige magnetische velden produceren wanneer ze opgerold zijn. Ze worden geclassificeerd op basis van de kritische temperatuur (de temperatuur waarbij ze supergeleiding bereiken). De twee typen zijn ‘supergeleidende draad voor hoge temperaturen’, die de supergeleiding op -196°C of lager handhaaft, en ‘supergeleidende draad voor lage temperaturen’, die de supergeleiding op -250°C of lager handhaaft. In vergelijking met supergeleidende draad op lage temperatuur, die al wordt gebruikt voor MRI, NMR, lineaire auto's en meer, heeft supergeleidende draad op hoge temperatuur een hogere kritische stroomdichtheid (grootte van elektrische stroom), waardoor de kosten worden verlaagd door vloeibare stikstof te gebruiken voor koeling , en vermindert de gevoeligheid voor de effecten van externe magnetische velden, dus de ontwikkeling van supergeleidende draad bij hoge temperaturen wordt momenteel gepromoot.
Er zijn op bismut gebaseerde (hierna “bi-gebaseerde” genoemd) en op yttrium gebaseerde (hierna “Y-gebaseerde” genoemd) supergeleidende draden voor hoge temperaturen. Bi-based worden in een zilveren buis gevuld die wordt verwerkt om deze bruikbaar te maken als draad, terwijl Y-based worden aangebracht op een substraat in een tapeformaat met uitgelijnde kristallen om als draad te worden gebruikt. Er wordt verwacht dat Y-gebaseerd de volgende generatie supergeleidende draad zal zijn, omdat het een bijzonder hoge kritische stroomdichtheid en sterke magnetische veldeigenschappen heeft, en de materiaalkosten kunnen worden verlaagd door de hoeveelheid gebruikte zilver te verminderen.
Kenmerken van Y-gebaseerde supergeleidende draadsubstraten en technische ontwikkeling bij Tanaka Kikinzoku Kogyo
Met betrekking tot Y-gebaseerde supergeleidende draadsubstraten voeren we R&D uit voor “IBAD-substraten” en “getextureerde substraten.” De supergeleidingseigenschappen worden verbeterd door de metaalkristallen op regelmatige afstanden te plaatsen, dus de oriëntatieverwerking van het metaal moet worden verwerkt op elke laag die de tape vormt. Voor IBAD-substraten wordt een dunne oxidefilmlaag in een specifieke richting georiënteerd op een niet-georiënteerd metaal met hoge sterkte, en wordt een supergeleidende laag op het substraat aangebracht met behulp van een laser, waardoor een sterk substraatmateriaal ontstaat, maar dit roept ook het probleem op van de kosten van apparatuur en materialen. Daarom heeft Tanaka Kikinzoku Kogyo zich gefocust op gestructureerde substraten. De kosten worden verlaagd door het gebruik van koper met hoge oriëntatie als substraatmateriaal, wat ook de mechanische sterkte verhoogt in combinatie met een laag versterkingsmateriaal met behulp van bekledingstechnologie die de oriëntatie niet beïnvloedt.
Tanaka Precious Metals, opgericht in 1885, heeft een gediversifieerd scala aan bedrijfsactiviteiten opgebouwd, gericht op het gebruik van edele metalen. Op 1 april 2010 werd de groep gereorganiseerd met Tanaka Holdings Co., Ltd. als de houdstermaatschappij (moedermaatschappij) van Tanaka Precious Metals. Naast het versterken van het ondernemingsbestuur streeft het bedrijf ernaar de algehele dienstverlening aan klanten te verbeteren door te zorgen voor een efficiënt beheer en een dynamische uitvoering van de activiteiten. Tanaka Precious Metals streeft er als gespecialiseerde bedrijfsentiteit naar om een breed scala aan producten aan te bieden via samenwerking tussen groepsmaatschappijen.
Tanaka Precious Metals behoort tot de topklasse in Japan wat betreft de hoeveelheid verwerkt edelmetaal, en gedurende vele jaren heeft de groep industriële edelmetalen ontwikkeld en op stabiele wijze geleverd, naast het leveren van accessoires en spaarartikelen waarbij gebruik wordt gemaakt van edele metalen. Als professionals op het gebied van edelmetaal zal de Groep in de toekomst blijven bijdragen aan het verrijken van de levens van mensen.
[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 heeft exclusieve productielijnen gebouwd voor getextureerde Cu-metaalsubstraten voor YBCO-supergeleidende draad en heeft massaproductiesystemen opgezet die vanaf april 2015 kunnen worden gebruikt.
[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
Posttijd: 22 november 2019