TANAKA귀금속 그룹의 제조사업을 전개하는 TANAKA귀금속공업주식회사가 2015년 4월부터 이트륨계 초전도 선재(※1)용 구리 배향 금속 기판의 전용 생산 라인을 구축해 대량생산 체제를 확립했다고 TANAKA홀딩스주식회사가 발표했다. 

TANAKA귀금속공업은 2008년 10월에 주부전력주식회사 및 국립대학법인 가고시마대학과의 공동 개발을 통해 초전도 선재인 ‘구리 배향 금속 기판’의 개발에 세계 최초로 성공해 같은 해 12월부터 제조 및 샘플 출하를 시작했다. 본 초전도 선재는 기존의 배향 금속 기판의 주소재인 Ni 합금(니켈과 텅스텐의 합금) 대신에 저렴하고 배향성(※2)이 높은 구리를 사용함으로써 50% 이상의 비용 절감을 실현했다. 구리는 쉽게 산화되기 때문에 기판 상에 형성된 박막(초전도층이나 산화물 버퍼층)이 벗겨져 버리는 약점이 있었지만, 산소 배리어 금속층에 팔라듐을 함유한 특수 니켈 도금액을 이용함으로써 배향성과 표면평활성이 향상되어 기판 상 박막의 성막 안정성 향상으로 이어졌다. 

TANAKA귀금속공업에서는 본 배향 금속 기판의 샘플 출하 개시 이후, 성막 안정성 연구를 계속해서 검증했고 그때마다 설비 조건의 최적화를 실현했다. 장척 기판 제조가 가능해짐에 따라, 일본 국내외의 수요에 신속하게 대응하기 위해 2015년 4월에 자사 공장 내에 전용 생산 라인을 구축했다. 이로써 장거리 대용량 전송 계통의 안정화가 요구되는 송전 케이블이나 높은 자장을 필요로 하는 자기공명 화상 장치(MRI)나 핵 자기공명 분석 기기(NMR), 대형 선박의 모터 등, 향후 다양한 분야에서 응용될 것으로 예상된다. TANAKA귀금속공업은 2020년까지 연간 12억 엔의 매출을 목표로 하고 있다. 

본 초전도 선재용 기판은 2015년 4월8일(수)부터 4월 10일(금)까지 도쿄 빅사이트에서 개최된 ‘제2회 고기능 금속전’에서 샘플 전시됐다. 

※1. 이트륨계 초전도 선재 
전기저항이 제로가 되는 초전도 재료를 선재 가공한 것 중 이트륨, 바륨, 구리, 산소로 구성된다. 

※2. 배향성 
결정의 방향이 일정한 정도를 나타내는 지표. 결정이 규칙적으로 배열되어 있을수록 높은 초전도 특성을 얻을 수 있다. 

보충 자료 

- 초전도 선재의 종류와 특성 

초전도 선재는 코일 형태로 가공함으로써 강력한 자장을 발생시키는 특징을 가진다. 임계 온도(초전도 상태가 되는 온도)에 따라서 구별되며, -196℃ 이하에서 초전도 상태를 유지하는 ‘고온 초전도 선재’와 -250℃ 이하에서 유지하는 ‘저온 초전도 선재’의 2종류가 있다. 이미 MRI나 NMR, 리니어 모터카 등에서 실용화되어 있는 저온 초전도 선재에 비해 고온 초전도 선재는 임계 전류밀도(전류의 크기)가 높고, 또한 액체질소로 냉각할 수 있기 때문에 비용 절감이 가능하며 외부 자장의 영향을 잘 받지 않는다는 점에서 현재 개발이 추진되고 있다. 

고온 초전도 선재에는 ‘비스무트계(이하 Bi계)’와 ‘이트륨계(이하 Y계)’가 있으며, Bi계는 은 파이프에 충전해 가공함으로써 선재화하고, Y계는 결정이 배향된 테이프 형태의 기판 상에 성막함으로써 선재화한다. Y계는 특히 임계 전류밀도가 높고, 자장 중 특성도 높고 은 사용량을 줄임으로써 재료 비용을 절감할 수 있다는 점에서 차세대 초전도 선재로 기대를 모으고 있다. 

- 이트륨계 초전도 선재의 기판 특성과 TANAKA귀금속공업의 기술 개발 

Y계 초전도 선재의 기판에는 ‘IBAD 기판’과 ‘배향 금속 기판’이 연구 개발되고 있다. 초전도 특성은 금속 결정을 규칙적으로 배열함으로써 높아지기 때문에, 테이프를 형성하는 각 층의 어느 하나에서 금속의 배향 처리를 할 필요가 있다. IBAD 기판은 무배향의 고강도 금속 상에 산화물 박막층을 특정 방위로 배향시켜 초전도층을 레이저로 기판에 증착시키는 것으로, 기판 재료 강도가 높은 특성이 있는 반면 설비나 재료에 비용이 든다는 과제가 있었다. 그래서 TANAKA귀금속공업은 ‘배향 금속 기판’에 착안하여 기판 재료에 배향성이 높은 구리를 사용해서 비용을 절감하고, 또 클래드 기술에 의해 배향성을 흐트리지 않고 보강 재료층과 접합함으로써 기계적 강도 향상을 실현했다. 

TANAKA 홀딩스 주식회사(다나까 귀금속 그룹의 지주 회사) 
본사: 도쿄도 치요다구 마루노우치 2-7-3 도쿄 빌딩 22층 
대표: 대표이사 사장 집행임원 타나에 아키라 
창업: 1885년 
설립: 1918년 
자본금: 5억 엔 
그룹 연결 종업원 수: 3,562명(2013년도) 
그룹 연결 매출액: 9,676억 엔(2013년도) 
그룹의 주요 사업 내용: 귀금속(백금, 금, 은 및 기타) 및 각종 공업용 귀금속 제품의 제조, 판매, 수출입 및 귀금속 회수 및　정제. 
홈페이지 주소:http://www.tanaka.co.jp(그룹),http://pro.tanaka.co.jp/kr(공업용제품 ) 

다나까 귀금속 공업 주식회사 
본사: 도쿄도 치요다구 마루노우치 2-7-3 도쿄 빌딩 22층 
대표: 대표이사 사장 집행임원 타나에 아키라 
창업: 1885년 
설립: 1918년 
자본금: 5억 엔 
종업원 수: 1,430명(2013년도) 
매출액: 9,290억6,000만　엔(2013년도) 
사업 내용: 귀금속(백금, 금, 은 및 기타) 및 각종 공업용 귀금속 제품의 제조, 판매, 수출입 및 귀금속 회수 및 정제. 
홈페이지 주소:http://pro.tanaka.co.jp/kr  

다나까 귀금속 그룹 소개 
다나까 귀금속 그룹은 1885년(메이지18년) 창업 이래, 귀금속을 중심으로 한 사업 영역에서 폭넓은 활동을 전개해 왔다. 2010년4월1일에 TANAKA홀딩스 주식회사를 지주회사(그룹의 모회사)로 하는 형태로 그룹 재편성을 완료했다. 지배체제를 강화함과 동시에 신속한 경영과 보다 빠른 업무 집행을 효율적으로 이루어나감으로써, 고객 서비스를 더욱 향상시키는 것을 목표로 하고 있다. 또한, 귀금속에 종사하는 전문가 집단으로서 각 그룹 회사가 연계, 협력하여 다양한 제품과 서비스를 제공하고 있다. 일본 국내에서는 톱클래스의 귀금속 취급량을 자랑하는 다나까 귀금속 그룹에서는 공업용 귀금속 재료 개발부터 제품의 안정된 공급, 장식품과 귀금속을 활용한 저축상품제공 등을 오랫동안 실시해 왔다. 앞으로도 그룹 전체가 귀금속에대한 프로로서 고객 여러분의 삶의 질 향상을 위하여 계속해서 공헌해 나가고자 한다. 다나까 귀금속 그룹 핵심 8개사는 다음과 같다. TANAKA홀딩스 주식회사, 순수 지주회사, 다나까 귀금속 공업 주식회사, 다나까 귀금속 인터내셔널 주식회사, 다나까 귀금속 판매 주식회사, 일본 일렉트로플레이팅 엔지니어스 주식회사, 다나까 전자 공업 주식회사, 다나까귀금속 비즈니스 서비스 주식회사, 다나까 귀금속 쥬얼리 주식회사