Tanaka: Einrichtung von Massenproduktionssystem für strukturierte Cu-Metallsubstrate zur Herstellung von YBCO-Supraleitern

22/04/2015 - 02:00 von Business Wire

Stabilität und Streckung durch Dünnschicht mit Palladiumgehalt erreicht Jahresumsatzziel von 1,2 Milliarden Yen bis 2020.

Tanaka: Einrichtung von Massenproduktionssystem für strukturierte Cu-Metallsubstrate zur Herstellung von YBCO-Supraleitern

Tanaka Holdings Co., Ltd. (Firmensitz: Chiyoda-ku, Tokio; Representative Director & CEO: Akira Tanae) hat heute bekannt gegeben, dass Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K. (Firmensitz: Chiyoda-ku, Tokio; Representative Director & CEO: Akira Tanae) exklusive Fertigungslinien für YBCO-Supraleiter mit strukturierten Cu-Metallsubstraten aufgebaut (*1) und Massenproduktionssysteme eingerichtet hat, die im April 2015 in den Dienst gestellt werden.

Textured Cu substrates are composed of three layers (thickness of 0.1mm, width of 10mm) (Photo: Busi ...

Textured Cu substrates are composed of three layers (thickness of 0.1mm, width of 10mm) (Photo: Business Wire)

Im Oktober 2008 hat Tanaka Kikinzoku Kogyo gemeinsam mit Chubu Electric Power und der Kagoshima University die ersten strukturierten Cu-Metallsubstrate unter Nutzung von YBCO-Supraleitern entwickelt. Die Fertigung hat begonnen und ab Dezember des gleichen Jahres sind Muster ausgeliefert worden. Dieser Supraleiter ersetzt Ni-Legierungen (Nickel-Wolfram), früher der bevorzugte Werkstoff für strukturierte Metallsubstrate, durch kostengünstiges Kupfer von hoher Ausrichtungsgleichheit (*2), wodurch die Kosten um über 50 Prozent gesenkt werden konnten. Eine der Schwächen von Kupfer ist seine Anfälligkeit für Oxidation, die die dem Substrat aufgetragene Dünnschicht (Supraleiter beziehungsweise Oxid-Pufferschicht) ablösen kann. Ausrichtung und Oberflächenglätte werden jedoch durch die Verwendung einer speziellen Nickelbeschichtung erhöht, die Palladium als Sauerstoff-Barriereschicht nutzt, was die Ablösefestigkeit der Dünnschicht vom Substrat wesentlich verbessert.

Seit die ersten Muster der strukturierten Cu-Substrate ausgeliefert wurden, forscht Tanaka Kikinzoku Kogyo unablässig weiter an der Verbesserung der Ablösefestigkeit. Die Herstellung gestreckter Substrate wurde jetzt durch die Optimierung der Ausrüstungsbedingungen möglich. Um die einheimische und internationale Nachfrage unmittelbar erfüllen zu können, wurde im April 2015 eine exklusive Fertigungslinie in einem firmeneigenen Werk eingerichtet. Es wird erwartet, dass diese Technologie künftig auf verschiedenen weiteren Gebieten zur Anwendung kommt, darunter für elektrische Langstrecken-Hochleistungs-Versorgungskabel, Kernspintomographie (Magnetic Resonance Imaging, MRT) und magnetische Kernresonanz-Spektroskopie (Nuclear Magnetic Resonance, NMR), die starke Magnetfelder erfordern, sowie Motoren für Großschiffe. Tanaka Kikinzoku Kogyo visiert bis zum Jahr 2020 einen Jahresumsatz von 1,2 Milliarden Yen an.

Ein Muster dieses Substrats für supraleitendes Material wurde erfolgreich auf der 2. High-Function Metal Expo vom 8. bis 10. April 2015 im Tokyo Big Sight vorgeführt.

*1 YBCO Supraleiter
Supraleitendes Material, das zur Nutzung als Kabel mit einem elektrischen Widerstand gleich null hergestellt wird. Es besteht aus Yttrium, Barium, Kupfer und Sauerstoff.

*2 Ausrichtung
Bezeichnet die Gleichförmigkeit der Ausrichtung der Kristalle. Ein höherer Grad an Supraleitfähigkeit kann erreicht werden, wenn die Kristalle in regelmäßigen Intervallen angeordnet werden.

[Zusätzliches Material]

Typen und Eigenschaften supraleitender Kabel

Supraleitende Kabel haben die Eigenschaft, starke Magnetfelder zu erzeugen, wenn sie zu Spulen gewickelt werden. Sie werden nach ihrer kritischen Temperatur eingestuft (die Temperatur, bei der sie supraleitend werden). Die beiden Typen sind „Hochtemperatur-Supraleiter”, bei denen die Supraleitung bei -196°C oder darunter beibehalten wird, und „Tieftemperatur-Supraleiter”, die bei -250°C oder darunter supraleitend bleiben. Im Vergleich zu Tieftemperatur-Supraleitern, die bereits in MRT, NMR, Linear-Elektrofahrzeugen und weiteren Anwendungen genutzt werden, erreichen Hochtemperatur-Supraleiter eine höhere kritische Stromdichte (bestehen bei höheren Stromstärken), sind durch die Nutzung von flüssigem Wasserstoff zur Kühlung kostengünstiger und unempfindlicher gegen externe Magnetfelder. Aus diesen Gründen wird die Entwicklung von Hochtemperatur-Supraleitern aktuell gefördert.

Es gibt Hochtemperatur-Supraleiter auf Wismut-Basis (nachfolgend „Wi-basiert”) und auf Yttrium-Basis (nachfolgend „Y-basiert”). Wi-basierte Leiter werden in einer Silberhülle geführt, die so bearbeitet ist, dass sie als Kabel genutzt werden kann, während Y-basiertes Material als Beschichtung auf ein Substrat in Bandform mit ausgerichteten Kristallen aufgetragen wird, das als Kabel Anwendung findet. Y-basierte Kabel werden als nächste Generation von Supraleitern entwickelt, denn sie erzeugen eine besonders hohe kritische Stromdichte und ein starkes Magnetfeld, und die Materialkosten können durch die Verringerung der verwendeten Silbermenge reduziert werden.

Eigenschaften von Y-basierten Supraleiter-Substraten und technische Entwicklung bei Tanaka Kikinzoku Kogyo

Wir führen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten zu Y-basierten Supraleitern an „IBAD-Substraten” und „strukturierten Substraten” durch. Supraleitende Eigenschaften werden erhöht, indem die Metallkristalle in regelmäßigen Intervallen angeordnet werden, daher muss die Ausrichtung des Metalls in jeder Schicht bearbeitet werden, aus denen das Band besteht. Bei IBAD-Substraten wird eine dünne Oxidschicht in einer bestimmten Ausrichtung auf einem nicht ausgerichteten hochfesten Metall aufgetragen, und eine supraleitende Schicht wird mittels Laserverfahren auf das Substrat aufgetragen, wodurch ein starkes Substratmaterial entsteht. Dieses Verfahren ist jedoch kostenträchtig für Material und Ausrüstungen. Daher konzentriert sich Tanaka Kikinzoku Kogyo auf die Entwicklung strukturierter Substrate. Die Kosten werden durch die Verwendung von hochorientiertem Kupfer als Substrat gesenkt, wodurch in Verbindung mit einer Schicht aus Verstärkungsmaterial unter Nutzung von Manteltechnologie gleichzeitig die mechanische Festigkeit erhöht wird, ohne die Ausrichtung zu beeinträchtigen.

 

Tanaka Holdings Co., Ltd. (Holdinggesellschaft von Tanaka Precious Metals)

Hauptsitz: 22F, Tokyo Building, 2-7-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokio
Vertreter: Akira Tanae, Representative Director & CEO

Gründung: 1885    Gesellschaft: 1918    Kapital: 500 Millionen Yen

Beschäftigte im konsolidierten Konzern: 3.562 (GJ2013)

Nettoumsatz konsolidierter Konzern: 967,6 Milliarden Yen (FY2013)
Kerngeschäft des Konzerns:
Produktion, Verkauf, Import und Export von Edelmetallen (Platin, Gold, Silber und Sonstige) und verschiedener Arten industrieller Edelmetallprodukte. Recycling und Raffination von Edelmetallen.
Website:  

http://www.tanaka.co.jp/english (Tanaka Precious Metals),

http://pro.tanaka.co.jp/en (Industrieprodukte)

 

Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K.

Hauptsitz: 22F, Tokyo Building, 2-7-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokio
Vertreter: Akira Tanae, Representative Director & CEO

Gründung: 1885    Gesellschaft: 1918    Kapital: 500 Millionen Yen

Beschäftigte: 1.430 (Geschäftsjahr 2013)
Umsatz: 929 Milliarden 60 Millionen Yen (Geschäftsjahr 2013)
Kerngeschäft:
Produktion, Verkauf, Import und Export von Edelmetallen (Platin, Gold, Silber und Sonstige) und verschiedener Arten industrieller Edelmetallprodukte. Recycling und Raffination von Edelmetallen.

Website: http://pro.tanaka.co.jp/en

 

[Über Tanaka Precious Metals]

Tanaka Precious Metals wurde 1885 gegründet und hat seitdem eine breite Palette an Geschäftstätigkeiten entwickelt, die den Fokus auf Anwendungen von Edelmetallen richtet. Am 1. April 2010 wurde die Firmengruppe in Tanaka Holdings Co. Ltd. zur Holdinggesellschaft von Tanaka Precious Metals umstrukturiert (Muttergesellschaft). Zusätzlich zur Stärkung der Betriebsführung hat das Unternehmen zum Ziel, den Dienst am Kunden insgesamt zu verbessern, indem es ein effizientes Management und eine dynamische Führung der Geschäfte gewährleistet. Tanaka Precious Metals engagiert sich als spezialisierte Unternehmenseinheit für das Angebot einer diversifizierten Produktpalette durch Kooperation unter den Firmen des Konzerns.

Tanaka Precious Metals gehört zur Top-Klasse in Japan in Bezug auf die verarbeiteten Edelmetallmengen, und über viele Jahre hinweg hat der Konzern kontinuierlich industrielle Edelmetalle entwickelt und geliefert, zusätzlich zur Bereitstellung von Zubehör und Rohstoffrücklagen, die Edelmetalle verwenden. Als Edelmetallspezialist wird der Konzern zukünftig auch weiterhin seinen Beitrag zur Bereicherung des Lebens von Menschen leisten.

Folgende acht Stammhäuser zählen zum Unternehmen Tanaka Precious Metals:
- Tanaka Holdings Co. Ltd. (reine Holdinggesellschaft)   - Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K.
- Tanaka Kikinzoku Hanbai K.K. - Tanaka Kikinzoku International K.K.
- Tanaka Denshi Kogyo K.K. - Electroplating Engineers of Japan, Limited
- Tanaka Kikinzoku Jewelry K.K. - Tanaka Kikinzoku Business Service K.K.

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oder
TANAKA KIKINZOKU KOGYO K.K.
Akio Nakayasu, +81.463.35.51.70
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Hiratsuka Technical Center
a-nakayasu@ml.tanaka.co.jp


Source(s) : Tanaka Precious Metals