PRODOTTI IN GRAFITE DI CARBONIO

Transcript

PRODOTTI IN
GRAFITE DI
CARBONIO
01
Le persone e il carbonio
Una relazione eterna.
Il carbonio è parte della nostra vita sin dai tempi antichi. I
vantaggi del carbonio sono da sempre sfruttati dagli
esseri umani per rendere la vita più comoda e piena. Nel
1974, Toyo Tanso è stata la prima azienda giapponese a
sviluppare con successo la grafite isotropa e ad
espanderne rapidamente le capacità. La grafite isotropa
è diventata un materiale fondamentale nelle tecnologie
all’avanguardia di numerosi settori, come quello dei
semiconduttori e quello aerospaziale. Attualmente questo
materiale viene utilizzato in un’ampia varietà di
applicazioni, in un numero di campi in continua crescita.
Lo scopo di Toyo Tanso è liberare l’illimitato potenziale del
carbonio e garantire che la benefica relazione tra le
persone e il carbonio duri per sempre.
02
03
Grafite speciale
04
Composito C/C
14
Foglio di grafite PERMA-FOIL™
22
Prodotti in carbonio per applicazioni
meccaniche
30
Spazzole in carbonio
40
Trattamento delle superfici e
nuovi prodotti sviluppati/servizi tecnici
54
Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso.
Grafite speciale
(1) Attrezzatura di produzione per silicio a cristallo
singolo
(2) Attrezzatura per test fondamentale del plasma
(JT-60)
* Fotografie fornite dall’Agenzia
(1)
giapponese per l’energia atomica
(2)
Caratteristiche dei prodotti in grafite speciale
Grafite speciale
Negli anni l’industria ha continuato a richiedere carbonio con proprietà di durezza e stabilità continuamente superiori. In questo
ambito Toyo Tanso è stata un pioniere del settore grazie allo sviluppo della “grafite isotropa”. Si tratta di un materiale di grafite con
microparticelle, una struttura isotropa e proprietà che possono essere ottenute con la pressatura isostatica a freddo (CIP, Cold
Isostatic Pressing). I nostri prodotti in grafite isotropa sono utilizzati in un’ampia varietà di settori. Tra questi si ricordano l’industria
dei semiconduttori, dove l’innovazione è in rapido avanzamento; l’industria delle energie rinnovabili ecocompatibili; il settore dello
stampaggio, dove l’accuratezza è da sempre una priorità; l’industria dell’energia atomica, dove è fondamentale un’elevata
affidabilità. La nostra eccellenza è riconosciuta dai clienti, con i quali intendiamo crescere insieme. L’effetto sinergico tra la nostra
esclusiva tecnologia ad alta purezza e le varie tecnologie di rivestimento garantirà, anche in futuro, la possibilità di sfruttare la
nostra posizione di leader per continuare a liberare il potenziale illimitato del carbonio.
■■Grafite isotropa
La grafite tradizionale era anisotropa, caratteristica che ne limitava
l’uso in numerose applicazioni. A differenza della grafite
tradizionale la grafite isotropa, nella stessa direzione della
sezione trasversale, non presenta differenze a livello di proprietà:
è pertanto un materiale facile da progettare e utilizzare.
■■Grafite isotropa e grafite anisotropa
Grafite isotropa ad alta densità
100 µm
Grafite anisotropa
100 µm
■■Alta affidabilità
La grafite isotropa è più resistente della grafite tradizionale grazie
alla sua struttura a microparticelle. Si ottiene così un materiale
altamente affidabile con una variazione di caratteristiche minima.
■■Elevatissima resistenza al calore
In un’atmosfera inerte, l’uso stabile diventa possibile anche in
presenza di temperature altissime (2.000 °C e oltre). Il materiale
presenta una ridotta espansione termica e un alto coefficiente di
conduttività termica, caratteristiche che gli conferiscono un’ottima
resistenza allo shock termico e valide proprietà di distribuzione
del calore, con una deformazione termica limitata. Presenta inoltre
una caratteristica speciale: la sua resistenza aumenta
all’aumentare della temperatura dell’atmosfera fino a 2.500 °C.
■■Conduttività elettrica eccellente
L’elevata ed eccellente resistenza al calore fa sì che la grafite sia il
materiale ottimale per applicazioni quali i riscaldatori ad alta
temperatura.
■■Ottima resistenza chimica
Fatta eccezione per alcuni ossidanti forti, la grafite è
chimicamente stabile. Può essere utilizzata stabilmente persino
negli ambienti che provocano la corrosione di alcuni metalli.
■■Leggera e facile da lavorare
La densità apparente è ridotta rispetto ai materiali metallici,
pertanto è possibile ottenere un materiale leggero. Inoltre, le sue
eccellenti proprietà di lavorazione meccanica facilitano
l’accuratezza dei processi di modellazione.
La grafite isotropa ad alta densità differisce dalla grafite
tradizionale in quanto è isotropa e presenta una struttura a
microparticelle, che crea un materiale molto resistente e
affidabile con una variazione ridotta. La grafite isotropa
risolve i problemi legati alla tradizionale grafite anisotropa.
Grafite
Silicio
Alluminio
Acciaio
Rame
Tungsteno
0
5
10
15
Densità apparente [Mg/m3]
05
20
Processo di produzione
Coke/pece
Materia prima
Grafite speciale
Polverizzazione e miscelazione
Impastamento
Polverizzazione e setacciatura
Pressatura isostatica
Cottura
Impregnazione con pece
Grafitizzazione
Sgrossatura
Ispezione
Lavatore
Gas di scarico
Gas alogeno
Spedizione del materiale
Lavorazione di finitura
Depurazione
Trattamento chimico
Spedizione
Ispezione
06
Applicazione
I prodotti in grafite speciale di Toyo Tanso sono tenuti in grande considerazione per le loro eccellenti prestazioni e l’alta affidabilità
e sono utilizzati in numerosi ambiti fondamentali delle nostre vite quotidiane. Nei settori dell’ambiente e dell’energia, i nostri
prodotti sono utilizzati per la produzione di celle solari, l’energia atomica e le applicazioni aerospaziali. Nell’industria elettronica,
forniamo materiali per svariati processi di produzione, come il silicio policristallino e il silicio a cristallo singolo, LED bianchi e
dispositivi ad alta frequenza. Le applicazioni di base dei nostri prodotti comprendono le fornaci industriali, gli impianti di
pressofusione continua (come quelli per le leghe di rame), le fibre ottiche e gli elettrodi EDM per la produzione di stampi.
Grafite speciale
■■Ambiente ed energia
●●Produzione di wafer e celle solari
●●Energia atomica: reattore ad alta temperatura raffreddato a
gas, fusione nucleare
●●Elettrolisi del fluoro
●●Pile a combustibile
●●Settore aerospaziale
Riscaldatore laterale
Reattore a fusione nucleare
Prima parete a contatto col plasma
Componente fondamentale del reattore
ad alta temperatura raffreddato a gas
Elettrodo per la
generazione di gas
fluorurato
■■Elettronica
●●Applicazioni di produzione
di semiconduttori in silicio
Produzione di silicio policristallino
Attrezzature di produzione per
silicio a cristallo singolo
Suscettori per crescita epitassiale
Elettrodi CVD per plasma
Impiantazione ionica
Attrezzatura di produzione
Dispositivi di bloccaggio a tenuta
per silicio a cristallo singolo
ermetica
Riflettore
Crogiolo
Riscaldatore
Dispositivi di tenuta
07
■■Elettronica
●●Applicazioni di produzione di
semiconduttori composti
Componenti delle attrezzature di produzione di
cristalli
Suscettori MOCVD
Suscettore MOCVD
Grafite speciale
●●Applicazioni di produzione di schermi
LCD
Pannelli per riscaldatori
Elettrodi per incisione mediante plasma
●●Applicazioni di produzione di dischi rigidi
Erosione superficiale di bersagli
Suscettore di tipo Pancake
■■Metallurgia
●●Pressofusione continua
Matrici
Mandrini
●●Pressatura a caldo
Matrici
Punzoni
Boccole
Distanziatori
Stampo di pressatura a caldo
(modello tagliato)
●●Fornaci industriali
Matrici di pressofusione continua
Riscaldatori
Vasche
●●Crogioli di evaporazione
sottovuoto
Riscaldatore
●●Crogioli di analisi dei gas
●●Applicazioni di produzione
di fibre ottiche
Riscaldatori
Tubi per muffole
Crogioli di evaporazione
sottovuoto
●●Elettrodi EDM
Elettrodi EDM
08
Dati sulle proprietà
■■Proprietà tipiche
Resistenza
Resistenza
Coefficiente di
Resistenza alla
Modulo di
Conduttività
alla
alla
espansione
compressione
Young
termica
flessione
trazione
termica
Densità
apparente
Durezza
Resistività
elettrica
Mg/m3
HSD
μΩ·m
MPa
MPa
IG-11
1,77
51
11,0
39
78
25
IG-12
1,78
55
12,5
39
88
IG-15
1,90
60
9,5
54
103
IG-19
1,75
60
17,0
38
IG-43
1,82
55
9,2
IG-45
1,88
55
IG-56
1,77
57
Grado
MPa
GPa
Dimensioni standard
Grafite speciale
10-6/K
W/(m·K)
9,8
4,5
120
305 x 620 x 1000 410 x 410 x 2040 D585 x 1050
(mm)
28
10,8
4,7
100
305 x 620 x 1000 D585 x 1050
29
11,8
4,8
140
230 x 620 x 1000
88
25
9,5
4,6
80
54
90
37
10,8
4,8
140
9,0
60
110
40
12,0
4,9
140
300 x 540 x 850
12,2
43
88
27
10,3
4,7
100
190 x 620 x 1500 D1150 x 560
D585 x 1050 305 x 620 x 1000
300 x 540 x 850
IG-70
1,83
58
10,0
47
103
31
11,8
4,6
130
ISEM-1
1,68
45
13,5
36
69
20
8,8
4,2
90
305 x 620 x 1000
305 x 620 x 1000 D460 x 1050
ISEM-2
1,78
55
11,0
41
83
25
9,8
4,6
120
305 x 620 x 1000
ISEM-3
1,85
60
10,0
49
103
29
11,8
5,0
130
305 x 620 x 1000
ISEM-8
1,78
63
13,4
52
106
34
10,1
5,6
90
ISO-63
1,78
76
15,0
65
135
46
12,0
5,6
70
230 x 540 x 1000
ISO-66
1,82
75
14,4
70
134
46
12,6
7,1
80
180 x 450 x 850
305 x 620 x 1050 - 1200
ISO-68
1,82
80
15,5
76
172
54
13,2
5,6
70
TTK-50
1,80
70
13,0
60
130
40
11,5
5,1
100
230 x 540 x 1000
TTK-4
1,78
72
14,0
73
135
49
10,9
5,0
90
210 x 510 x 950
TTK-5
1,78
80
15,5
80
150
53
11,6
5,7
80
210 x 510 x 950
TTK-8
1,77
78
15,0
80
155
55
12,0
5,3
80
150 x 400 x 700
TTK-9
1,77
90
18,0
92
180
67
13,0
5,8
70
150 x 400 x 700
SIC-6
1,85
60
10,0
49
103
29
11,8
5,0
130
305 x 620 x 1000
SIC-12
1,77
65
14,1
47
93
29
10,8
5,0
80
305 x 620 x 1000
HPG-51
1,78
73
14,3
75
140
50
11,0
5,1
90
210 x 510 x 950
HPG-53
1,78
81
15,7
80
156
55
11,8
5,8
80
210 x 510 x 950
HPG-59
1,91
88
13,5
100
210
74
12,7
5,7
95
100 x 500 x 950
HPG-81
1,77
80
15,1
83
161
58
12,2
5,2
80
150 x 400 x 700
HPG-83
1,77
92
18,2
96
187
70
13,3
5,9
70
150 x 400 x 700
305 x 620 x 1000 230 x 540 x 1000
*I dati riportati corrispondono ai valori tipici e non sono garantiti.
*L’intervallo di temperatura per la misurazione del coefficiente di espansione termica è 350-450 °C.
*Conversione delle unità: μΩ·m=μΩ·cm × 0,01 MPa=kgf/cm2 × 0,098 GPa=kgf/mm2 × 0,0098 W/(m·K)=kcal/h·m·°C × 1,16
*Sono disponibili altre misure, oltre a quelle descritte sopra. Per i dettagli è sufficiente rivolgersi a Toyo Tanso.
■■Esempio di analisi delle impurità
Unità: ppm (massa)
Contenuto
Contenuto
Elemento
Grafite ad
altissima
purezza
Grafite ad alta
purezza
Grafite normale
Metodo di
misurazione
Li
<0,001
<0,001
<0,03
ICP-MS
V
<0,001
B
0,10
0,15
3
ICP-MS
Cr
<0,004
Na
<0,002
<0,002
<0,5
ICP-MS
Mn
<0,001
<0,001
<0,2
ICP-MS
Mg
<0,001
0,004
0,2
ICP-MS
Fe
<0,02
0,06
26
ICP-MS
Al
<0,001
0,012
14
ICP-MS
Co
<0,001
<0,001
<0,3
ICP-MS
Si
<0,1
<0,1
2
UV
Ni
<0,001
0,006
4
ICP-MS
Elemento
Grafite ad
altissima
purezza
Grafite normale
Metodo di
misurazione
0,018
40
ICP-MS
0,006
<0,3
ICP-MS
Grafite ad alta
purezza
K
<0,03
0,04
2
FL-AAS
Cu
<0,002
<0,002
<1
ICP-MS
Ca
<0,01
0,08
6
FL-AAS
Zn
<0,002
<0,002
<0,6
ICP-MS
Ti
<0,001
<0,001
33
ICP-MS
Pb
<0,001
<0,001
<1
ICP-MS
*I dati riportati sono esempi di misurazioni effettive e non sono garantiti.
*ICP-MS: Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometer (spettrometro di massa a plasma accoppiato induttivamente), FL-AAS: Flameless Atomic Absorption
Spectrometer (spettrometro di assorbimento atomico senza fiamma), UV: Absorption Spectrophotometer (spettrofotometro di assorbimento).
*Il contenuto di impurità della grafite normale è di circa 400 ppm (massa); tuttavia, per alcune applicazioni (ad esempio nell’industria dei semiconduttori) è richiesta una
purezza superiore). Toyo Tanso utilizza un trattamento alogeno ad alta temperatura per depurare la grafite ai massimi livelli di ppm (massa) richiesti dai clienti.
09
■■Proprietà chimiche
■■Temperature di reazione iniziali con varie
sostanze
■■Pressione del vapore
*Estratto da altre pubblicazioni
Temperatura di
reazione iniziale
Alluminio
Boro
800 °C
Al4C3
1600 °C
B4C
Da 600 a 800 °C Fe3C
Sodio
Da 400 a 450 °C C64Na
218 °C
Composto ad
intercalazione (se
è presente O2)
CoC, Co3C
Molibdeno
700 °C
Mo2C
Nichel
1310 °C
Ni Carbonizzazione in Ni
SiC
Silicio
1150 °C
Rame
—
Magnesio
—
Piombo
—
Stagno
1 atm=1,01 × 105Pa
105
103
101
Grafite speciale
Ferro
Cobalto
107
Composto della
reazione
Pressione del vapore [Pa]
Reagente
10-1
10-3
10-5
10-7
1000
1500
2000
2500
3000
3500
Temperatura [°C]
4000
4500
—
Tungsteno
1400 °C
W2C, WC (in idrogeno)
Potassio
300 °C
C8K
Litio
500 °C
Li2C2
Berillio
900 °C
Be2C (in un vuoto o He)
Ossido di boro
1200 °C
CO, B
Ossido di vanadio (V)
438 °C
CO, V
Ossido di ferro (III)
485 °C
CO, Fe
Ossido di titanio (IV)
930 °C
CO, Ti, TiC
Biossido di silicio
1250 °C
CO, Si, SiC
Ossido di alluminio
1280 °C
CO, Al, Al4C3
Ossido di berillio
960 °C
CO, Be, Be2C
Ossido di magnesio
1350 °C
CO, Mg
Ossido di zirconio (IV)
1300 °C
CO, Zr, ZrC
La grafite è un materiale estremamente stabile a temperature
inferiori a 2.200 °C. Tuttavia, la pressione del vapore aumenta a
temperature superiori e vuoti spinti, pertanto occorre adottare
cautela riguardo al logoramento accelerato della grafite.
Altri composti ad
intercalazione
■■Spettro di desorbimento termico (TDS)
10-1
Velocità di riscaldamento: 1 K/s
Dimensioni del pezzo di test: 10 × 10 × 1 (mm)
Pressione totale [Pa/g]
10-2
IG-11
10-3
IG-110
10-4
IG-110U
10-5
10-6
10-7
Esempio di misurazione
0
500
1000
Temperatura [°C]
1500
La grafite emette i gas assorbiti quando si trova ad alte
temperature. Alcune applicazioni, come quelle dell’industria dei
semiconduttori, necessitano di grafite ad alta o altissima purezza,
perché emette meno gas.
■■Reattività con varie atmosfere/specie di gas
Atmosfere/
Specie di gas
Temperature di reazione iniziali/
Temperature di reazione
Fenomeno di genesi o
composto prodotto
Aria
Da 420 a 460 °C
Ossidazione/CO, CO2
Circa 100 °C più alta in caso di grafite a elevata purezza
Ossigeno (O2)
Da 420 a 460 °C
Ossidazione/CO, CO2
Reagisce con l’ossigeno atomico alla temperatura normale
Vapore (H2O)
Circa 650 °C
Ossidazione/CO, CO2, H2
Biossido di carbonio
(CO2)
Circa 900 °C
Ossidazione/CO
Idrogeno (H2)
Circa 700 °C
Metanazione/CH4
Azoto (N2)
Inerte a una temperatura
superiore alla temperatura
ambiente
Sublimazione
Produce cianogeno C2N2 durante lo scarico e in atmosfera
con N2 ad alta pressione a 2700 °C
Cloro (Cl2)
Inerte a una temperatura
superiore alla temperatura
ambiente
Sublimazione
Produce un composto di intercalazione a una temperatura
inferiore a 0 °C
Fluoro (F2)
Da 420 a 1900 °C
Fluorurazione/CF
Argon (Ar)
Inerte a qualsiasi temperatura
Sublimazione
—
Sublimazione
Vuoto
Osservazioni
Produce C2H2, C2H4, C2H6 o simili a una temperatura più
elevata
Produce CF4, C2F6 o simile fino alla temperatura
Più elevate sono la temperatura e l’atmosfera di vuoto, più
semplice è la sublimazione
In un’atmosfera ossidante, la grafite reagisce con l’ossigeno a temperature relativamente basse. Tuttavia, in un’atmosfera non ossidante, la grafite è un materiale
chimicamente e termicamente molto stabile e permette quindi un’ampia varietà di applicazioni.
10
■■Proprietà ad alta temperatura
■■Punti di forza (IG-11)
■■Resistività elettrica
120
100
15
Resistenza [MPa]
Grafite speciale
Resistività elettrica [μΩ·m]
20
IG-19
10
IG-56
IG-11
5
80
60
0
500
1000
1500
Resistenza alla flessione
40
0
Resistenza alla compressione
Resistenza alla trazione
20
0
2000
0
500
1000
Temperatura [°C]
1500
2000
2500
Temperatura [°C]
Poiché le caratteristiche termiche differiscono di grado in grado, il
coefficiente di resistività elettrica deve essere studiato
attentamente al momento di decidere un grado per un elemento
riscaldante.
Una caratteristica ineguagliata della grafite, che la rende
indispensabile nelle applicazioni ad alta temperatura, è che con
l’aumentare della temperatura (fino a 2.500 °C) ne aumenta
anche la resistenza. Si ottengono livelli di resistenza quasi due
volte superiori a quelli ottenibili a temperatura ambiente.
■■Espansione termica lineare
■■Conduttività termica
140
0,7
Coefficiente di conduttività termica
[W/(m·K)]
Espansione termica lineare [%]
0,8
ISO-66
0,6
ISO-68
0,5
0,4
IG-11
0,3
0,2
0,1
0
0
500
Usando una misurazione laser flash.
120
IG-15, IG-43
100
IG-11
80
IG-12
60
40
1000
0
500
Temperatura [°C]
1000
1500
Temperatura [°C]
Piombo
Alluminio
Rame
Rame
Alluminio
Inossidabile
Grafite
Ferro
Ferro
Vetro
Piombo
Grafite
Inossidabile
0
10
20
Coefficiente di espansione termica [10-6/K]
30
Rispetto ai metalli generici, il coefficiente di espansione termica
della grafite è estremamente basso. Di conseguenza, se usata in
applicazioni ad alta temperatura, la precisione dimensionale è
molto stabile.
Riferimento:
Espansione termica lineare (%) × 10-2
Coefficiente di (10-6/K) =
Differenza di temperatura (°C)
espansione termica
11
0
100
200
300
Conduttività termica [W/(m·K)]
400
La conduttività termica della grafite è relativamente alta, mentre il
coefficiente di espansione termica è molto basso. Queste
caratteristiche contribuiscono alla superiore resistenza allo shock
termico. Il rapporto tra conduttività termica e resistività elettrica
della grafite a temperatura ambiente è riportato di seguito.
=
0,13 × 104
Resistività elettrica (μΩ·m)
■■Calore specifico
■■Coefficiente di diffusività termica
Coefficiente di diffusività termica
[m2/s·10-4]
1,4
2,0
1,5
1,0
0,5
0
500
1000
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0
1500
1,2
Grafite speciale
Calore specifico [J/(g·K)]
2,5
0
500
Temperatura [°C]
1000
1500
Temperatura [°C]
Considerata la natura anisotropa dei relativi cristalli, il calore
specifico della grafite a temperatura ambiente resta pari a 1/3 di
quello delle sostanze solide generiche. Il valore di calore specifico
è essenziale in varie funzioni termodinamiche. Alle temperature
elevate, i valori di calore specifico sono simili indipendentemente
dal grado di grafite.
Questo diagramma mostra che più sale la temperatura, più
velocemente viene trasmesso il calore. La diffusività termica della
grafite è superiore a quella degli altri materiali.
Riferimento:
Coefficiente di diffusività termica
=
Conduttività termica
Calore specifico × Densità
■■Emissività
100
Emissività [%]
90
80
IG-610U
70
60
0
500
1000
1500
2000
Temperatura [°C]
■■Proprietà fisiche
■■Curva tensione-deformazione (IG-12)
■■Curva di distribuzione dei pori
40
20
Sforzo [MPa]
0
-20
-40
-60
Compressione
-80
-100
-4
-3
-2
-1
0
1
2
100
Volume cumulativo dei pori [mm3/g]
Tensione
IG-11
ISO-63
50
0
0,01
Deformazione [%]
La grafite in genere mostra una deformazione elastica-plastica.
Poiché il comportamento a frattura è diverso sotto tensione e sotto
compressione, è bene prendere le dovute precauzioni.
80
0,05
0,1
0,5
1
1,8
5
Raggio dei pori [μm]
Questo diagramma mostra la distribuzione dei pori mediante il
metodo di penetrazione del mercurio. La distribuzione dei pori ha
un legame stretto con la permeabilità ai gas e le altre proprietà
uniche della grafite. La posizione intermedia del volume
cumulativo dei pori indica il raggio medio dei pori.
Esempio: Per IG-11
80/2 = 40 mm3/g1,8 μm
12
Lavorazione
■■Standard di rugosità
superficiale
Grafite speciale
Poiché i prodotti al carbonio sono porosi, è
difficile ottenere una finitura superficiale
equivalente al metallo. La tabella a destra
mostra la corrispondenza del “Simbolo di
finitura superficiale” e degli standard di rugosità
superficiale, Ry e Ra e Rz.
■■Standard di rugosità superficiale
Simbolo di
finitura (per
riferimento)


Rugosità superficiale con
lavorazione meccanica per il
carbonio
Metodo di
finitura
Rugosità superficiale con
lavorazione meccanica per il
metallo
Ry
Ra
Rz
Ry
Ra
Rz
Ry3
0,75
Rz3
Levigatura
lappatura
Ry0,8
0,2
Rz0,8
Ry12
3,0
Rz12
Rettifica
Fresa
Tornio
Ry6,3
1,6
Rz6,3
Ry35
8,75
Rz35
Fresa
Tornio
Ry25
6,3
Rz25
Ry100
25
Rz100
Fresa
Tornio
Ry100
25
Rz100
Nessuno standard
particolare
Segatrice
Nessuno standard
particolare
*3,0 significa che Ra 3,0 micrometri è il massimo.
■■Tolleranza dimensionale con
lavorazione meccanica
Se il disegno del cliente non specifica alcuna
tolleranza, applicare il grado intermedio di JIS
B 0405.
■■Standard di tolleranza dimensionale
Categoria dimensionale nominale
Unità: mm
Tolleranza
0,5 o superiore
6 o inferiore
±0,1
Superiore a 6
30 o inferiore
±0,2
Superiore a 30
120 o inferiore
±0,3
Superiore a 120
400 o inferiore
±0,5
Superiore a 400
1000 o inferiore
±0,8
Superiore a 1000
2000 o inferiore
±1,2
* Le informazioni precedenti possono essere applicate quando la grafite è lavorata da Toyo Tanso in Giappone.
Toyo Tanso dispone di un’ampia gamma di gradi di grafite e carbonio per soddisfare ogni requisito.
Prima di usare uno dei nostri prodotti, contattare il nostro ufficio vendite per ottenere una consulenza sulla selezione
del grado più appropriato.
13
Composito C/C
Immagine: fornita da JAXA
Illustrazioni di Akihiro Ikeshita
Caratteristiche dei prodotti compositi C/C
Il composito C/C (composito di carbonio rinforzato da fibra di carbonio) è un materiale composito carbonio-carbonio rinforzato
dalla sua fibra di carbonio ad alta resistenza che ha proprietà superiori come leggerezza, elevata resistenza meccanica ed
elevata elasticità. Grazie a queste caratteristiche uniche, i nostri compositi C/C (serie CX) sono usati in un’ampia gamma di
settori come elettronica, ambiente ed energia, forni nell’industria generica e autovetture o altri mezzi di trasporto.
Composito C/C (×1000)
Grafite artificiale (×200)
I compositi C/C hanno livelli superiori di tenacità, elasticità e resistenza
a incrinatura e scheggiatura rispetto ai materiali in grafite isotropa. I
compositi C/C possono essere usati in sicurezza, poiché le fratture non
si propagano rapidamente al loro interno.
CX-761
Resistenza (MPa)
Composito C/C
■■Elevata resistenza meccanica, elevata elasticità ed
elevata tenacità
200
100
IG-56
0,5
Deformazione (%)
I compositi C/C hanno una resistenza alle alte temperature superiore
rispetto ai materiali metallici. Possono essere usati perfino a
temperature elevatissime, come a 2.000 °C o superiori in atmosfere
inerti.
Resistenza (MPa)
■■Elevatissima resistenza al calore
600
Ferro (SUS310)
CX-761
300
500
1000
Temperatura (°C)
I compositi C/C hanno una bassa densità rispetto ai materiali metallici e
di conseguenza consentono di ottenere dei manufatti a basso peso.
Densità (Mg/m3)
■■Leggeri e facili da maneggiare
10
Ferro
5
■■Elevata conduttività termica
Una conduttività termica superiore al rame è stata ottenuta (nel
CX-2002) grazie all’uso della tecnologia di controllo della struttura di
carbonio che prevede il nostro trattamento superiore di infiltrazione di
vapore chimico (CVI).
15
Conduttività termica (W/(m·K))
C/C
Rame CX-2002
400
200
Ferro
IG-56
Materia prima CF
Resina
Formatura
Formatura FW
Pressatura a caldo
Laminazione a caldo
Composito C/C
Cottura
Impregnazione
Grafitizzazione
Spedizione del materiale
Ispezione
Trattamento superficiale
Scrubber
Gas di scarico
Gas alogeno
Depurazione
Spedizione
Ispezione
16
Applicazione
■■Elettronica
●● Per la produzione di silicio a cristallo singolo
Composito C/C
Schermi termici
Crogioli
■■Ambiente ed energia
●● Per la produzione di silicio per pannelli solari
Crogioli rettangolari
Piatto trasportatore per PECVD
●● Per centrali nucleari
Pannelli protettivi
* Fotografie fornite dall’Agenzia giapponese
per l’energia atomica
■■Autovetture, altri mezzi di trasporto, ecc.
●● Per componenti di attrito
Frizione
17
■■Forni nell’industria generica
●● Forni per il trattamento termico
Forno per il trattamento termico
Composito C/C
Vassoio (a griglia)
Vassoio multistrato
Cestelli di carico
Vassoio a rete
Vassoio ondulato
Parti di propulsione interne dei forni
Resistori
Dadi e bulloni
Molla
Profili
Barre
●●Per forni per stampaggio
a caldo
Stampo
18
Forma
Densità
apparente
(Mg/m3)
Materiale
Pannelli
Composito C/C
Profili
Cilindri
Crogioli
Cilindri
Conduttività
termica (W/(m·K))
Descrizione
Tipo C/C
—
—
—
—
—
(^)
(//)
(^)
(//)
CX-741
1,51
23
140
46
185
8,1
<1
6
35
Resistenza media (metodo di stampaggio A)
CX-761
1,58
20
185
55
250
8,4
<1
9
44
Resistenza elevata (metodo di stampaggio A)
CX-742
1,48
24
130
42
170
7,8
<1
5
34
Resistenza media (metodo di stampaggio B)
CX-762
1,58
21
170
50
185
8,2
<1
8
42
Resistenza elevata (metodo di stampaggio B)
CX-31
1,61
22
90
23
98
4,1
<1
12
52
2DC/C Componenti dado e bullone
C/C-2011)
1,50
30
147
47
127
8,2
<1
5
20
Resistenza media,
componenti dado e bullone
C/C-5011)
1,50
29
216
50
147
—
<1
5
20
Resistenza elevata,
componenti dado e bullone
CX-743
1,48
24
130
—
—
7,8
<1
5
34
Profili
CX-763
1,58
21
170
—
—
8,2
<1
8
42
Profili con resistenza elevata
CX-45
1,44
24
105
34
114
8
<1
4
34
Cilindro a resistenza media
CX-47
1,52
23
140
45
154
8
<1
6
35
CX-510V
1,57
13
195
—
290
7
<1
7
-
C/C-FW1)
150
12
245
—
245
—
<1
5
30
11
195
—
290
7,4
<1
CX-55
1,60
CX-2002U
Pannelli
Resistenza
Resistenza
Modulo a
Coefficiente di
alla
alla
flessione
espansione termica
flessione
trazione
(GPa)
RT a 1273K [10-6/K]
(MPa)
(MPa)
Resistività
elettrica
(μΩ·m)
Grafite
isotropa
(IG-56)
2)
1,65
2,7, 3,4, 5,1 47, 43, 17
(X, Y, Z)
(X, Y, Z)
1,77
43
12
—
7
35, 30, 11 1,7; 2,3
5,3 (Z)
(X, Y, Z)
(X, Y)
10
27
FWC/C
-
190
(Z)
4,7
Cilindro a resistenza elevata
Crogioli FW
Stampi di pressatura a
caldo FW
Cilindri FW
390, 320 feltro
(X, Y)
C/C
Utilizzo nelle centrali
nucleari
104
1) Prodotto da Ohwada Carbon Industrial Co., Ltd.;
2) La direzione di laminazione del feltro è designata come asse Z e le direzioni all’interno del piano come assi X e Y.
■■Dimensioni disponibili
Grado
Dimensioni (mm)
CX-741, CX-761
Grado
2000*1500*0.8 -30
Dimensioni (mm)
CX-743, CX-763
Profilo U 80*20-145*1,2*1000
CX-742, CX-762
3000*1500*0.8 -30
CX-743, CX-763
Profilo h 107*44*1,5*1000
CX-31
Max. 850*400 3,2-90 t
CX-510V
Diametro interno max ø 1168 (disponibili crogioli da 46")
C/C-201
1020*970*1-12 970*720*1-12
C/C-FW
Max. ø 950*800 h, 20-150 t
C/C-501
Max. 300*300*20
CX-55
Diametro interno ø 10-1400, 1400 L
CX-45, CX-47
Diametro interno ø 300-1400, 1400 L
CX-2002U
40*150*150 (X*Y*Z)
*Contattaci per altre dimensioni.
Dimensioni
profili U e h
50
(1)
(1)
(2)
(2)
■■Un esempio di analisi dell’impurità di CX-510V (un prodotto trattato a elevata purezza)
Elemento
(1)
(2) Spessore Lunghezza
Unità: ppm massa
Na
Mg
Al
K
Ca
Ti
V
Cr
Fe
Ni
Cu
Contenuto
<0,05
<0,02
<0,08
<0,1
<0,04
<0,09
<0,07
<0,07
<0,04
<0,1
<0,08
Metodo di
misurazione
AAS
ICP-AES
ICP-AES
AAS
ICP-AES
ICP-AES
AAS
ICP-AES
ICP-AES
ICP-AES
ICP-AES
*Le immagini precedenti sono esempi di valori misurati non garantiti.
*ICP-AES: spettroscopia di emissione atomica in plasma ad accoppiamento induttivo, AAS: spettrometria di assorbimento atomico
*Il CX-510V è un materiale a elevata purezza
■■Diversi trattamenti superficiali
Le vantaggiose proprietà vengono ottenute grazie alle tecnologie di trattamento superficiale proprietarie di Toyo Tanso.
■■Dettagli dei trattamenti superficiali e dei relativi effetti
Trattamento GK1
(Glastix Kote®)
Impregnazione/rivestimento con carbonio vetroso; migliora la resistenza all’ossidazione e previene la
formazione di polvere.
Trattamento CVI*
Impregnazione/rivestimento con carbonio pirolitico;
migliora la resistenza contro il gas SiO.
Impregnazione R1
Impregnazione con materia inorganica; migliora la resistenza all’ossidazione.
Trattamento TS
Un trattamento per convertire la superficie in SiC; migliora la resistenza all’ossidazione e previene la
formazione di polvere.
Perdita di ossidazione (%)
Non trattato Trattamento GKI
5
Reattività con gas SiO (%)
60
Non trattato
Trattamento GKI
Trattamento CVI
Trattamento TS
Trattamento R1
30
Trattamento CVI
*Abbreviazione per infiltrazione di vapore chimico
19
■■Resistenza alla trazione
300
CX-761
200
CX-31
100
Grafite isotropa 1)
0
0
200
400
600
800
1000
1200
Resistenza alla trazione (MPa)
Resistenza alla flessione (MPa)
■■Resistenza alla flessione
1400
400
CX-761
300
200
CX-31
100
Grafite isotropa 1)
0
0
500
1000
Temperatura (°C)
■■Resistenza della filettatura della vite
300
Resistività elettrica (μΩ·m)
Carico (kN)
■■Resistività elettrica
Grafite
isotropa 2)
CX-31
15
C/C-201
CX-31V
10
5
0
M6
M8
M10
M12
M16
M18
200
100
0
M20
Grafite isotropa 1)
0
500
Calore specifico (J/(g·k))
Coefficiente di espansione
termica (%)
0,4
0,3
0,2
CX-31
CX-761
0
200
400
600
800
1000
2
1,5
1
CX-31
Grafite
isotropa 1)
0,5
0
1200
CX-761
0
500
Temperatura (°C)
1500
2000
■■Conduttività termica (//)
120
Coefficiente di conduttività
termica (W/(m·K))
120
Coefficiente di conduttività
termica (W/(m·K))
1000
Temperatura (°C)
■■Conduttività termica (⊥)
100
80
Grafite isotropa 1)
60
40
CX-31
20
CX-761
0
2000
2,5
0,5
0
1500
■■Calore specifico
Grafite isotropa 1)
0,1
1000
Temperatura (°C)
■■Coefficiente di espansione termica lineare
0,6
CX-31
CX-761
Dimensione della vite
-0,1
2000
Composito C/C
20
1500
Temperatura (°C)
0
200
400
600
800
Temperatura (°C)
1000
1200
100
80
Grafite isotropa 1)
60
CX-31
CX-761
40
20
0
0
200
400
600
800
1000
1200
Temperatura (°C)
1) Il nostro prodotto: Materiale di grafite isotropa di formato grande, IG-56
2) Il nostro prodotto: Materiale di grafite isotropa a elevata resistenza, ISO68
20
Esempi di progettazione dei prodotti
compositi C/C
Selezioniamo materiali idonei e progettiamo i prodotti secondo le condizioni e i requisiti d’uso del cliente.
■■Stampo di pressatura a caldo
■■Caratteristiche
1. Il dispositivo può essere ridotto e di conseguenza può essere abbassato il costo di installazione dell’impianto.
2. È possibile produrre corpi sinterizzati di formato grande, migliorando la produttività.
3. Capacità termica inferiore che può ridurre i costi energetici.
■■Progettazione
<Esempio progetto> Pressione di stampaggio: 30 MPa; Diametro lavoro: 200 mm; Altezza: 250 mm
Pressa
5
Composito C/C
2
Parti
1 Stampo C/C
Manicotto esterno con
2
fenditura
Manicotto interno in
3
due parti
4 Distanziale C/C
5 Punzone superiore
6 Culla ricevitore
4
1
3
6
Materiale
C/C-FW
[Esempi di prodotto]
OP-4800N
IG-70
C/C-201
ISO-68
IG-70
Resistenza alla
trazione
Diametro esterno
stampo
Peso stampo
Stampo
C/C-FW
245 MPa
ø 340
23 kg
Stampo in
carbonio
31 MPa
ø 520
83 kg
Composito C/C
Grafite
Corpo sinterizzato
La resistenza alla trazione del composito C/C è superiore al carbonio ordinario e pertanto
consente di usare uno stampo con diametro esterno ridotto. Questo consente di progettare
apparecchi compatti.
Produttore: Ohwada Carbon Industrial Co., Ltd.
■■Vassoio di trattamento termico
■■Caratteristiche
1. Leggerezza:
La densità è un quinto di quella del ferro ed è semplice da maneggiare.
Esempio di confronto del peso: Un vassoio da 900 x 600 x 40 di ferro pesa circa 85 kg, mentre uno di composito C/C peserebbe circa
un decimo, ovvero 8,5 kg
(in questo calcolo, lo spessore del vassoio di ferro è stato considerato come il doppio di quello del vassoio C/C, tenendo in
considerazione la resistenza alla temperatura elevata).
2. Elevata resistenza meccanica:
circa 10 volte di quella del ferro a 1.000 °C
3. Elevatissima resistenza al calore:
La resistenza non è ridotta e non c’è deformazione, neanche a 2.000 °C in atmosfere non ossidanti.
4. Risparmio di energia e rispetto per l'ambiente:
I requisiti elettrici per il riscaldamento del vassoio sono pari a circa un quarto di quelli richiesti per il vassoio di ferro.
5. Esente da manutenzione:
Non sono necessarie riparazioni dal momento che non c’è deformazione
* I dettagli potrebbero differire a seconda del design e delle condizioni d’utilizzo.
■■Progettazione
21
[Esempi di prodotto]
Capacità di
carico (kgf)
Dimensioni (mm)
≤500
900 x 600 x 40
≤750
900 x 600 x 45
≤1000
900 x 600 x 50
Foglio di grafite
PERMA-FOIL™
(1)
(2)
(3)
(1)Prodotti in rullo PERMA-FOIL™
(2)Campioni di prodotto PERMA-FOIL™ lavorati con punzonatrice
(3)Campioni di prodotto PERMA-FOIL™ lavorati con punzonatrice
Caratteristiche di PERMA-FOIL™
PERMA-FOIL™ è un termine generico per indicare un foglio di grafite flessibile che Toyo Tanso ha sviluppato grazie alla sua
originale tecnologia produttiva. Si tratta di un prodotto di grafite in foglio formato usando grafite naturale trattata con acido
successivamente compressa dopo essere stata sottoposta a espansione a temperature elevate. Come materia prima viene
usata solo la grafite naturale che produce carbonio altamente flessibile con eccellente resistenza al calore e resistenza chimica.
Tra le altre caratteristiche annovera un elevato tasso di compressibilità e recupero, un’eccellente ermeticità e un’alta conduttività
termica
■■Eccellente autolubrificazione
Struttura a cristalli di grafite
z
08 nm
PERMA-FOIL™ ha proprietà autolubrificanti grazie alla struttura a
cristalli stratificati che lo rende idoneo all’uso in atmosfere a
elevata temperatura e in settori dove si evitano fluidi e lubrificanti.
In particolare, ha un basso coefficiente di attrito in assenza di
lubrificanti rispetto ad altri materiali, rendendo difficile l’adesione.
c0 = 0,67
■■Stabile in un’ampia gamma di temperature
Poiché è prodotto solo dalla grafite naturale senza l’uso di un
legante, PERMA-FOIL™ è stabile in un’ampia gamma di
temperature (atmosfera inerte da -200 °C a 3.200 °C) e pertanto
facilmente utilizzabile.
x
a0 = 0
,24
■■Proprietà di recupero di compressibilità,
flessibilità
PERMA - FOIL™
Questo foglio di grafite è flessibile e ha un elevato recupero da
sollecitazione alla compressione in precedenza impossibile da
ottenere con i prodotti di grafite esistenti. La buona adattabilità ai
materiali antagonisti lo rende ideale per l’uso come sigillante.
PERMA-FOIL ha un’eccellente resistenza chimica (acidi, basi)
ed è chimicamente stabile.
™
■■Eccellente conduttività elettrica e termica
La conduttività elettrica e termica è eccellente parallalelamente
alla superficie e PERMA-FOIL™ è ottimo come materiale a
cessione di calore e come materiale a trasmissione di calore.
* Brevetto numero 3691836
* Brevetto numero 2620606
nm
0,142
1 nm
y
PERMA-FOIL™
Silicio
Vetro
Alluminio
Ferro
Rame
Argento
Oro
Tungsteno
■■Purezza eccellente
I prodotti a elevata purezza sono stati sottoposti a trattamento ad
alta temperatura con gas alogeno per ottenere una purezza molto
elevata. Grazie alla purezza estremamente elevata, è ottimo per i
componenti nelle applicazioni di semiconduttori, IT o nel settore
nucleare.
61
0
10
20
Estremamente leggero rispetto agli altri metalli.
PERMA-FOIL™
(sublimazione)
Silicio
Vetro
Alluminio
Ferro
Rame
Argento
Oro
Tungsteno
0
1000
2000
3000
Punto di fusione [°C]
Resistenza al calore straordinaria.
23
Grafite trattata con acido
(la grafite trattata con acido è grafite naturale
sottoposta a trattamento con acido)
500 µm
Grafite espansa
Trattamento di
espansione
Grafite espansa
Grazie al trattamento a caldo, la grafite trattata con
acido diventa grafite espansa.
Preformatura
PERMA - FOIL™
Laminazione
Arrotolamento
Laminazione collettiva
Ispezione
24
Grado e applicazione
PERMA-FOIL™ ha eccellenti proprietà di tenuta, durabilità e lavorabilità alla macchina. I nostri prodotti a elevata purezza sono
stati sottoposti al nostro processo di purificazione e sono ottimi come componenti nel settore nucleare, come distanziali e
premistoppa usati nel settore dei semiconduttori, piastre per radiatori usate nel settore dell’elettronica e altri componenti simili.
Produciamo grades per tutti i tipi di applicazioni, quali: guarnizioni per il settore automobilistico, premistoppa per l’industria
generica, parti per apparecchiature a semiconduttori, guarnizioni anticorrosione, applicazioni nel settore IT e un’ampia gamma di
altre applicazioni. Questo prodotto è disponibile in un’ampia gamma di dimensioni e formati tra cui rotoli, fogli pretagliati e forme
personalizzate secondo le specifiche del cliente.
Grado
PF
Caratteristiche
Applicazione
Formato
Prodotti standard PERMA-FOIL™
PF-R2
Versione dei prodotti standard con
resistenza al calore superiore
PF-HP
Prodotti a basso contenuto di ceneri
Guarnizioni automobilistiche
Premistoppa per l’industria
generica
Prodotti in rullo
Prodotti pretagliati
PERMA - FOIL™
PF-G3
PF-UHP, UHPU, UHPL
PF-A
PF-SUS, AL
Foglio increspato S
Polvere PF 4, 8F
Versione dei prodotti R2 con
resistenza superiore al calore e alla
corrosione
Guarnizione resistente al calore
Premistoppa
Prodotti a elevata purezza
Parti per forni a elevata purezza per
applicazioni nucleari e a
semiconduttori.
Materiale termoconduttore Diffusore di calore.
Prodotti legati (spessore ≥ 1,5 mm)
Materiale termoisolante Premistoppa per l’industria
generica
Prodotti laminati SUS, AL
Guarnizioni automobilistiche Premistoppa per l’industria
generica
Fogli increspati con nastro adesivo
Guarnizioni a flangia
Prodotti di grafite espansa
polverizzata
Premistoppa per l’industria
generica Parti batteria
Polvere
*Per le dimensioni disponibili, contattare il nostro ufficio vendite.
25
Articolo
Unità
Temperatura di
funzionamento
°C
Grado
PF
PF-R2
PF-HP
PF-G3
PF-UHPL
PF-UHP, UHPU
da -200 a 3200
Spessore
mm
da 0,2 a 1,0
da 0,2 a 1,5
da 0,05 a 1,0
da 0,2 a 1,0
0,38
da 0,1 a 1,5
Densità apparente
Mg/m3
da 0,5 a 1,1
da 0,5 a 1,1
da 0,5 a 2,0
da 0,5 a 1,1
1,0
1,0, 0,9
Resistenza all’ossidazione
% massa
40
25
40
3
5
5
Temperatura di ossidazione iniziale
°C
440
730
630
850
820
820
Resistenza alla trazione
MPa
4,9
5,2
4,9
5,1
6,3
6,3
Contenuto di zolfo
ppm massa
1000
1000
1000
1000
<1
<1
Contenuto di cloro
ppm massa
<10
<10
<10
<10
<3
<3
Indice di compressione
%
47
Tasso di recupero
%
15
Tasso di rilassamento dello
sforzo
%
1,0
Contenuto di cenere
% massa
0,5
0,5
0,1
0,5
<20
ppm massa
<10
ppm massa
5,1
5,1
5,1
5,1
7,0
7,0
pH
-
Permeabilità al gas
(azoto, pressione differenziale
0,1 MPa)
m2/s
Parallelo alla
Coefficiente di
superficie
espansione
Perpendicolare
termica
alla superficie
1/K
Resistività
elettrica (25 °C)
Parallelo alla
superficie
Perpendicolare
alla superficie
5 x 10-6
2 x 10-4
PERMA - FOIL™
Conduttività
termica (25 °C)
1,3 x 10-10
200
W/(m·K)
Parallelo alla
superficie
Perpendicolare
alla superficie
Infiammabilità
5
7
μΩ·m
1000
-
Equivalente a UL94 V-0
*Dati sulle proprietà con la densità di 1,0 Mg/m3.
*La perdita di ossidazione è il risultato della misurazione per 1 ora a 670 °C.
*La temperatura di ossidazione iniziale rappresenta la temperatura iniziale della massa ridotta del risultato della misurazione usando una termobilancia nell’atmosfera.
*L’intervallo di temperatura per la misurazione del coefficiente di espansione termica è 300-400 °C.
*Per ciascun grado, spessore o densità apparente c’è una dimensione standard.
*A seconda di dimensione, spessore o densità apparente ci sono vincoli dimensionali.
Prima di usare uno dei nostri prodotti, contattare il nostro ufficio vendite per ottenere una consulenza sulla selezione del grado più appropriato.
■■Temperatura di ossidazione iniziale
■■Relazione tra densità e resistenza alla trazione
0
PF-50
PF-50R2
PF-50G3
Resistenza alla trazione [MPa]
Indice di riduzione della massa [% massa]
12
50
100
Esempio di
misurazione
300
500
700
900
Temperatura [°C]
Abbiamo diversi gradi che possono essere idonei ai requisiti dei
clienti di resistenza al calore.
10
8
PF (tipo standard)
6
4
2
0
0
0,5
10
15
Densità [Mg/m3]
I prodotti ad alta intensità hanno un'elevata resistenza.
26
■■La relazione tra densità e sollecitazione alla compressione
durante compressione e rilassamento (PF-50)
■■La relazione tra pressione di chiusura e quantità di
perdita (PF-50)
3,0
0,05
Determinare la densità di recupero/
compressione secondo lo spessore che è stato
alterato dalla sollecitazione.
* Secondo il metodo di misurazione JIS R3453.
Dimensioni campione: anello ø 65 x ø 50 (mm)
Quantità di perdita [10-6m3/s]
Densità [Mg/m3]
2,5
2,0
Durante la compressione
1,5
Durante il rilassamento
1,0
0,04
Pressione di chiusura 10 MPa
Pressione di
chiusura 20 MPa
0,03
0,02
0,01
Pressione di
chiusura 30 MPa
0,5
1
2
5
10
20
50
100
200
0
0,1
500
Sollecitazione alla compressione [MPa]
Eccellente compressibilità/recupero
300
200
100
0,5
1,0
5
La resistività elettrica è indipendente
dallo spessore e dal grado del foglio.
0
1,5
0
Conduttività termica [W/(m·k)]
6
4
La conduttività termica è indipendente
1,0
1,5
Densità [Mg/m ]
La resistività elettrica è indipendente
1500
1000
500
0
0
0,5
1,0
Densità [Mg/m3]
3
Le proprietà isolanti perpendicolari alla superficie sono eccellenti.
La resistività elettrica perpendicolare alla superficie è alta.
PERMA-FOIL™ (D=2,0)
Rame
Alluminio
Ferro
Piombo
Acciaio inossidabile
PERMA-FOIL™ (D=1,0)
0
100
200
300
400
I prodotti ad alta densità hanno una conduttività termica
estremamente elevata.
27
1,5
<Perpendicolare alla superficie>
2000
8
0,5
1,0
La resistività elettrica parallela alla superficie è bassa.
<Perpendicolare alla superficie>
0
0,5
Densità [Mg/m3]
La conduttività termica parallela alla superficie è eccellente.
0
10
10
Densità [Mg/m ]
2
4 5
15
3
10
3
<Parallelo alla superficie>
20
PERMA - FOIL™
Conduttività termica [W/(m·k)]
La conduttività termica è indipendente
0
2
■■La relazione tra densità e resistività elettrica (25 °C)
<Parallelo alla superficie>
500
0
1
Elevate proprietà di tenuta
■■La relazione tra densità e conduttività termica (25 °C)
400
0,5
Pressione interna azoto [MPa]
1,5
■■Spettro di desorbimento termico (TDS)
■■Emissività
100
10
-1
80
10-2
PF-38
Emissività [%]
Pressione totale [Pa/g]
10-3
PF-38UHP
Indice di aumento della temperatura:
20 °C/min
Temperatura aumentata: 1000 °C
Grado di vuoto all’interno della camera
prima di impostare un provino: 10-6 Pa
10-4
10-5
0
60
PF-100UHP
40
20
500
Temperatura [°C]
0
1000
0
500
1000
1500
2000
Temperatura [°C]
Quantità estremamente bassa di gas emesso.
Aspetto

✕

95 
✕


✕
✕
90
10 





20 





✕
✕
✕
Acido solforico
+ Acido nitrico = 9:1
100
80
60
40
* Misurato dai regolamenti del Kansai
Electronic Industry Development
Center (KEC)
20
0
0
200
400
600
800
36






Acido fosforico
85






Acido fluoridrico
46 


Soluzione di
ammoniaca
28 


Caratteristiche di schermo elettromagnetico elevato.
Unità: ppm (massa)
Elemento
Elemento
Prodotti regolari
Prodotti altamente
purificati
25 


Metanolo
100 


Acetone
100 


K
1,9
<0,1
Benzina
100 


Cu
1,0
<0,08






*···Nessuna variazione * ···Lieve variazione * ✕···Variazione significativa
*La resistenza chimica è indipendente dallo spessore e dal grado del foglio.
■■Temperature di reazione iniziali con varie sostanze
* Estratto da altre pubblicazioni
Reagente
Temperatura di reazione
Composti della reazione
iniziale
Li
<0,01
<0,01
Na
46
<0,05
Be
<0,02
<0,02
Mg
0,7
<0,02
Ca
40
<0,04
Zn
<0,1
<0,1
Al
90
<0,08
<0,07
V
0,7
1250 °C
CO, Si, SiC
S
1000
<1,0
Rame
Nessuna reazione
—
Fe
160
<0,04
Magnesio
Nessuna reazione
—
Ni
<0,1
<0,1
Da 600 a 800 °C
Fe3C
Cobalto
218 °C
CoC, Co3C
Piombo
Nessuna reazione
—
Ossido di alluminio
1280 °C
CO, Al, Al4C3
Ossido di magnesio
1350 °C
CO, Mg
Ossido di zirconio
1300 °C
CO, Zr, ZrC
Biossido di silicio
Ferro
1000
Frequenza [MHz]
Acido cloridrico
Idrossido di sodio
■■Caratteristiche dello schermo elettromagnetico
(PF-50)
PERMA - FOIL™
Aumento di peso

Aspetto
Aumento dello spessore
✕
Aumento di peso

Aspetto
85 °C
(6 ore di
immersione)
Aumento di peso
Acido nitrico
50 °C
(30 giorni di
immersione)
Acido solforico
Concentrazione (% massa)
Sostanza chimica
Temperatura
ambiente (30
giorni di
immersione)
Efficacia dello schermo [dBμV/m]
■■Resistenza chimica
28
Gli eccellenti effetti di equalizzazione della
pressione e conduzione termica del
PERMA-FOIL™
■■Effetti di termoconduzione
PERMA-FOIL™ possiede una conduttività termica elevata nella direzione superficiale parallela alla superficie e ha una flessibilità che gli
consente di aderire fermamente ad altri materiali, migliorando la trasmissione termica dalla fonte di calore al dissipatore di calore.
Flusso di calore
Flusso di calore
Lamina di alluminio o rame
PERMA-FOIL™
PERMA - FOIL™
Conduttività (T1-T0) (°C)
Confronto della conduttività termica
Dissipatore di calore
(pozzo di calore)
20
15
10
5
0
PERMA-FOIL™
Grasso
siliconico
Gomma
siliconica
Lamina di
alluminio
Lamina di
rame
Nessun
materiale
termoconduttore
T0
Risultati della
misurazione della
temperatura
Materiale termoconduttore
Materiale
termoconduttore
T1
Elemento
riscaldante
■■Effetti di equalizzazione della pressione
PERMA-FOIL™ ha elevate proprietà di ammortizzamento che consentono un’applicazione uniforme della pressione al substrato nelle
applicazioni di termocoesionamento e stampaggio a caldo.
Pressa
Senza PERMA-FOIL™
Con PERMA-FOIL™
Distanziale
Lavoro
Distanziale
PERMA-FOIL™
●●Applicazioni di esempio
29
•• Componenti per apparecchiatura di
fabbricazione semiconduttori
•• Guarnizioni automobilistiche
•• Materiale isolante per interni di
forni
•• Applicazioni di trasferimento termico nelle
apparecchiature elettroniche
•• Materiale di tenuta per stabilimenti chimici
•• Componenti a elevata purezza per
l’uso all’interno dei forni
Prodotti in carbonio per applicazioni meccaniche
(2)
(1)
(6)
(5)
(4)
(3)
(7)
(9)
(8)
(10)
(11)
(12)
(1) Tenuta dell’asta del
pistone
(13)
(2) Tenuta a labirinto
(14)
(3) Cuscinetto radiale
(4) Cuscinetto reggispinta
(5) Ganascia
(6) Cursore
(7) Tenuta di unione
(8) Ruota per carrello
(9) Sede delle valvole
(10)Paletta
(11)Rotore
(12)Anello elastico
(13)Tenuta meccanica
(14)Cuscinetto
Caratteristiche dei prodotti in carbonio per
applicazioni meccaniche
I materiali di scorrimento in carbonio hanno eccellenti proprietà autolubrificanti, resistenza al calore e resistenza chimica. Questo
significa che possono essere usati in atmosfere ad alta temperatura dove i normali materiali di scorrimento in metallo non sono
adatti e in settori dove fluidi e lubrificanti sono inappropriati. Le serie di prodotti TUG, KC e IG di Toyo Tanso portano nel settore
dei materiali di scorrimento caratteristiche tecniche e di sviluppo coltivate in tanti anni, per soddisfare le diverse esigenze dei
nostri clienti.
■■Eccellente lubrificazione automatica
Il carbonio ha proprietà autolubrificanti grazie alla struttura a
cristalli stratificati che lo rende idoneo all’uso in atmosfere a
elevata temperatura e in applicazioni dove si evitano fluidi e
lubrificanti. In particolare, ha un basso coefficiente di attrito in
assenza di lubrificanti rispetto ad altri materiali, rendendo difficile
l’adesione.
Carbonio
Metallo bianco
Acciaio
Gomma
Vetro
■■Eccellente durabilità termica
0
Praticamente la resistenza meccanica e le proprietà di
scorrimento non subiscono variazioni a causa del calore. Fare
riferimento alla tabella a pagina 36 per la durabilità termica di
ciascun materiale.
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
Coefficiente dinamico di attrito su una superficie
in acciaio [Temperatura ambiente atmosferico]
Con l’eccezione delle sostanze chimiche inorganiche (molto
ossidanti), il carbonio ha una resistenza chimica eccellente. La
resistenza chimica di ciascun materiale è illustrata nella tabella a
pagina 39.
Prodotti in carbonio per
■■Resistenza allo shock termico
Il coefficiente di espansione termica è inferiore a quello dei
materiali metallici e la conduttività termica è buona. Ciò significa
che il materiale difficilmente si incrina, anche in caso di rapidi
sbalzi di temperatura.
Carbonio
Vetro
Acciaio
Ottone
0
5
10
15
20
Coefficiente di espansione termica [10-6/K]
■■Supporta design leggeri
La densità apparente è ridotta rispetto ai materiali metallici,
pertanto è possibile ottenere macchinari leggeri e una riduzione
del rumore da attrito.
Carbonio
Silicio
Alluminio
Acciaio
Rame
Tungsteno
0
5
10
15
31
20
Coke, grafiti artificiali
Dischi in carbonio
Grafiti naturali
Pece
Resine
Polvere di rame
Materie prime
Polverizzazione
Impastamento
Polverizzazione e setacciatura
Miscelazione
Stampaggio
Stampaggio
Pressatura a caldo
Stampaggio
Cottura
Impregnazione con pece
Cottura
Trattamento termico
Sinterizzazione
Grafite di
carbonio
impermeabile
Carbonio legato
a resina
Carbonio legato
a metallo
Grafitizzazione
Grafite
Impregnazione
Grafite di
carbonio
Carbonio impregnato
con resina
·
Carbonio impregnato
con metallo
Ispezione
Spedizione
Pressatura isostatica
Ispezione
Ispezione
32
Applicazione
■■Cuscinetti
Pompe a motore subacquee per pozzi profondi
Pompe per processi petrolchimici e di raffinamento
Pompe per processi di produzione elettrica
Pompe per industria generica
Pompe chimiche
Pompe marine
Pompe per flussometri
Cuscinetti radiali
Cuscinetti reggispinta
Pompe di circolazione acqua calda casalinga
Pompa di circolazione per distributori automatici
Lavastoviglie
Essiccatore di compensato
Cuscinetti
■■Anelli di tenuta
Tenute meccaniche
Pompe per processi petrolchimici e di raffinamento
Pompe per processi di produzione elettrica
Pompe per industria generica
Pompe chimiche
Agitatore
Pompe marine
Pompe dell’acqua automobilistiche
Pompe di circolazione acqua calda casalinga
Compressori per frigoriferi
Tenute meccaniche
33
■■Premistoppa
Compressori reciproci
Compressori a vite
Turbine a vapore
Generatori di energia idroelettrica
Piston ring
Tenuta dell’asta
del pistone
■■Palette
Varie pompe a vuoto
Soffianti ad aria
Flussometri
Compressori oscillanti
Riscaldatori a reazione
Paletta
■■Tenute di unione
Giunti
Essiccatoi per la fabbricazione della carta
Essiccatoi a tamburo
Mescolatori
Stampanti
■■Sedi delle valvole
Valvole a sfera
Sede delle
valvole
■■Striscianti dei pantografi
Linee regolari JR
Ferrovie private giapponesi
Strisciante
34
Proprietà tipiche
Forniamo molti tipi diversi di prodotti al carbonio come materiali di scorrimento per le applicazioni meccaniche, tra cui grafite,
grafite al carbonio, carbonio impregnato con resina, carbonio impregnato con metallo, compositi SiC/C, carbonio impregnato con
composti inorganici, grafite impermeabile, carbonio legato a resina e carbonio legato a metallo. Selezionare il prodotto più
appropriato per la propria applicazione.
■■Grafite
Ha eccellenti caratteristiche di resistenza chimica e termica
rispetto ad altre composizioni e praticamente nessuna variazione
di fattori quali le caratteristiche di scorrimento.
Grafite di carbonio
impermeabile
Grafite
■■Grafite di carbonio
È un materiale di scorrimento in carbonio generale composto da
carbonio e grafite. Forniamo prodotti idonei per ogni applicazione.
Grafite di carbonio
■■Carbonio impregnato con resina e carbonio
impregnato con metallo
I pori del carbonio vengono impregnati di resina o metallo per
migliorare resistenza, impermeabilità e scorrimento.
■■Compositi SiC/C
Ha un’eccellente resistenza alle bolle e al liquame. Lo strato
composito può avere una profondità di 2-4 mm dallo strato
superficiale.
Carbonio impregnato con
resina
·
Carbonio
impregnato con metallo
Carbonio legato
a resina
·
Carbonio legato
a metallo
■■Carbonio impregnato con composto
inorganico
Il composto inorganico è impregnato nella grafite isotropa.
Ha proprietà antiossidanti in atmosfere a temperatura elevata.
■■Grafite di carbonio impermeabile
È un materiale non impregnato con eccellente impermeabilità.
È facilmente producibile in massa mediante impiego di stampo in
pressa della misura desiderata.
■■Carbonio legato a resina
È un materiale legato a resina e carbone. È facilmente producibile
in massa mediante impiego di stampo in pressa della misura
desiderata.
■■Carbonio legato a metallo
È un materiale sinterizzato con carbone e metallo. Ha proprietà
autolubrificanti ed è idoneo per settori in cui vengono evitati i
lubrificanti.
Le proprietà di scorrimento del carbonio subiscono fortemente l’influenza delle condizioni di uso (per es.:
pressione, velocità circonferenziale, materiali a contatto, atmosfera, temperatura, ecc.).
35
Composizione
Grafite
Grafite di
carbonio
Carbonio
impregnato con
resina
Carbonio
impregnato con
metallo
Compositi
SiC/C
Carbonio
impregnato con
composto
inorganico
Carbonio legato
a resina
Carbonio legato
a metallo
Densità
apparente
Durezza
Resistenza
alla flessione
Resistenza
alla
compressione
Modulo di
Young
Coefficiente di
espansione
termica
Conduttività
termica
10-6/K
Durabilità
termica
Mg/m3
HSD
MPa
MPa
GPa
IG-11
1,77
51
39
78
10
W/(m·K)
°C
4,5 a)
120
450
ISO-68
1,82
80
76
172
KC-36
1,72
65
48
135
13
5,6 a)
70
450
15
3,5
15
350
KC-57
1,78
105
70
270
20
4,0
5
350
KC-67
1,77
72
60
185
20
3,5
10
350
KC-83K
1,74
80
55
160
15
4,0
10
350
KP-001
1,72
90
70
240
17
5,0
4
350
KP-002
1,73
60
58
170
17
3,5
7
350
KC-360
1,78
75
58
165
17
4,0
15
300
KC-570*
1,85
110
84
370
22
5,0
5
300
KC-573*
1,85
110
85
370
22
5,5
5
250
KC-670*
1,87
87
78
240
22
5,0
10
300
KC-673*
1,87
87
78
245
22
5,5
10
250
KC-830K
1,84
90
70
205
17
5,0
10
250
IKC-433
1,97
70
70
140
20
6,0
139
200
KC-5709*
2,25
110
100
430
27
5,0
5
500
KC-6709*
2,30
88
90
300
27
5,0
13
500
IKC-6809
2,67
88
105
300
21
6,0
80
500
PC-78A
2,90
95
110
410
27
6,5
13
350
TS-002
2,31/2,75
63/70
113/78
300/205
18/16
4,5/5,2
80/80
500
TS-003
2,28/1,82
83/80
116/76
410/172
30/13
5,4/5,6
70/70
400
TS-004
2,28/1,92
83/86
116/88
410/235
30/15
5,4/7,5
70/60
200
TS-005
2,28/2,67
83/88
116/105
410/300
30/21
5,4/6,0
70/80
500
IG-11R1
1,85
55
46
92
11
4,5
a)
120
500
IG-43R1
1,88
57
59
108
12
4,8 a)
140
500
ISO-68R1
1,87
84
83
190
15
5,6 a)
70
500
TUG-105
1,67
90
60
250
20
4,0
—
350
TUG-110
1,78
105
90
290
20
4,0
—
350
TUG-120
1,68
95
70
245
20
4,0
—
350
TUG-308
1,87
90
65
215
23
3,5
—
350
TUG-309
1,85
80
55
185
20
3,5
—
350
TUG-3095
1,81
75
50
170
20
3,5
—
350
TUG-505
1,89
80
68
185
20
3,0
—
350
W-1500
1,77
70
75
175
15
23,0 b)
—
150
W-3500*
1,63
85
90
250
12
30,0 b)
—
200
LS
1,77
60
70
100
15
15,0 b)
—
150
NLA
1,70
75
85
175
15
23,0 b)
—
150
MR-10*
1,43
78
100
230
10
35,0 b)
—
220
GM-1
4,60
18
25
55
—
12,0
—
200
GM-5
6,20
18
205
350
—
12,0
—
400
Grafite di
carbonio
impermeabile
Grado
*I valori del composito SiC/C mostrano sia lo “strato del composito SiC/C” sia “il substrato (+ impregnazione)”.
*La durabilità termica del composito SiC/C mostra quella del “substrato (+ impregnazione)”.
*La durabilità termica varia secondo le condizioni d'uso. Valori forniti solo a scopi di riferimento.
*L’intervallo di temperatura per la misurazione del coefficiente di espansione termica è: a) da 350 a 450 °C, b) da 50 a 150 °C e altri: da 100 a 200 °C
*Conversione unità: MPa=kgf/cm2 x 0,098 GPa=kgf/mm2 x 0,0098 W/(m·K)=kcal/h·m·°C x 1,16
36
Tabella di selezione del prodotto secondo l’uso
Cuscinetti
Anelli di tenuta
Non lubrificati
Tenuta meccanica
Per resistenza alle bolle
Per produzione in massa a carico ridotto
Per produzione in massa a carico
elevato
Per carichi ridotti
Per carichi elevati
Per resistenza ai liquami
elevato
Per carichi ridotti
Per carichi elevati

elevato

ISO-68
Per carichi ridotti
IG-11
Per carichi elevati
Grafite
Grado
Per temperature elevate
Composizione
Lubrificati
KC-36
KC-57
Grafite di carbonio

KC-67


KC-83K


KP-001
KP-002
KC-360
Carbonio impregnato con resina

KC-570, KC-573
KC-670, KC-673
KC-830K

KC-5709
Carbonio impregnato con metallo

KC-6709

IKC-6809



PC-78A
TS-002
Compositi SiC/C
TS-003
TS-004
TS-005
IG-11R1
Carbonio impregnato con
composto inorganico

IG-43R1
ISO-68R1
TUG-105
TUG-110

TUG-120
Grafite di carbonio impermeabile
TUG-308

TUG-309
TUG-3095



TUG-505
W-1500



W-3500
Carbonio legato a resina
LS

NLA
MR-10
Carbonio legato a metallo
37
GM-1
GM-5

Anelli di tenuta
Applicazioni
speciali
Cursore
Materiali strutturali per temperature elevate
Conformatori per la produzione del vetro
Per freni
Per treni
Ruote per carrelli e ganasce
Per potenza idrica
Per vapore
Per gas secco
Per gas speciale
Per aria
Per grandi dimensioni
elevato
Per carichi ridotti
Per carichi elevati
Lubrificati
Guarnizioni
per alberi
Non lubrificati
Compressori
Sede delle valvole
Giunti
Palette














* ···Il più appropriato ···Appropriato
*Sono disponibili diverse misure standard.
Contattare il nostro team di vendita per i dettagli.
*Le dimensioni massime sono soggette a variazione a
causa dello sviluppo delle tecnologie produttive.
*Nella tabella non sono riportati i prodotti aggiuntivi
disponibili per le applicazioni speciali.







Toyo Tanso dispone di un’ampia
gamma di gradi di grafite e carbonio
per soddisfare ogni requisito.
Prima di usare uno dei nostri prodotti,
contattare il nostro ufficio vendite per
ottenere una consulenza sulla selezione
38
Resistenza chimica
Con l’eccezione di alcune sostanze chimiche inorganiche (molto ossidanti), il carbonio è resistente alla corrosione chimica. Il
carbonio ha un’eccellente resistenza chimica rispetto ai materiali metallici generici e pertanto è usato in un’ampia gamma di
applicazioni. Fare riferimento alla tabella che segue per la resistenza chimica del carbonio per applicazioni speciali rispetto alle
sostanze chimiche generiche. La resistenza chimica varia a seconda della densità chimica, della temperatura e della
composizione di carbonio; per ulteriori dettagli contattare Toyo Tanso.
Composizione

Ipoclorito di sodio
Impregnato con metallo


7
H





NaClO
13
W





23
C





40
W





60
C





98
C





48
H





98
H





85
C





Cloruro di idrogeno
(gas)
HCl
100
H





Bromo (gas)
Br2
100
C





Acido fluoridrico
Bromuro di
idrogeno (gas)
HBr
100
H





H2SO4+SO3
Biossido di zolfo
(gas)
Acido solforico
fumante
SO2
100
H





Acido solforico
H2SO4
Fluoro (gas)
F2
100
C





Fluoruro di
idrogeno (gas)
HF
100
W





Idrossido di
ammonio
Idrossido di
potassio
NH4OH
KOH
Acido fosforico
Acetone
85
H





CH3COCH3
100
C





C6H5NH2
100
C





R-O-R
100
C





W





60
C





Etere
60
H





Acido formico
HCOOH
100
C





60
C





Acido citrico
C6H8O7
100
C





C3H5(OH)3
100
C





CHCl3
100
C





CCl4
100
C





Anilina
NaOH
60
H





Glicerina
Clorito di sodio
NaClO2
20
H





Cloroformio
Acido solforoso
H2SO3
100
C





Acido cloridrico
HCl
36
H





Tetracloruro di
carbonio
Acqua regia (acido cloridrico/
acido nitrico)
HCl/HNO3
100
C





Permanganato di
potassio
KMnO4
7
C





7
H





20
C





20
H





40
C





40
H





60
C





100
C





38
H





65
C





65
W





65
H





Acido nitrico
H3PO4
25
Idrossido di sodio
Acido misto
(acido nitrico/acido
solforico)
HF
Grafite di
carbonio
*H···100 °C W···50 °C C···20 °C ···Resistente ···Arricchito
H2CrO4
HNO3/
H2SO4
HNO3
Legato a resina


Impregnato con resina


Non impregnato


Temperatura
Impregnato con metallo

H
Formula
chimica
Grafite
Impregnato con resina
H
100
Nome chimico
Non impregnato
100
Cl2
Legato a resina
Temperatura
NH3
Cloro (gas)
Grafite
Ammoniaca (gas)
Acido cromico
39
Composizione
Formula
chimica
Nome chimico
Grafite di
carbonio
(1)
(2)
(3)
(3)
(1)
(1)
(4)
(5)
(6)
(7)
(1) Spazzole in carbonio per applicazioni nell’industria generica
(2) Spazzole in carbonio per applicazioni nel settore energetico
(8)
(3) Spazzole in carbonio per applicazioni automobilistiche
(4) Spazzole in carbonio per elettrodomestici
(5) Spazzole in carbonio per micromotori
(6) Spazzole in carbonio per utensili elettrici
(7) Spazzole in carbonio per aspirapolvere
(8) Spazzole in carbonio con cut-off
Caratteristiche dei prodotti con spazzole in
carbonio
La spazzola in carbonio svolge il ruolo fondamentale di inviare la corrente elettrica tra le parti rotanti e le parti statiche mediante
contatto strisciante. Poiché le prestazioni della spazzola hanno un impatto notevole sul comportamento della macchina rotante,
la scelta della spazzola è un fattore cruciale. Nel gruppo Toyo Tanso, sviluppiamo e produciamo spazzole in carbonio per diverse
esigenze e usi, applicando la tecnologia superiore e il know-how per l’assicurazione della qualità che abbiamo sviluppato in tanti
anni di ricerca nel settore. I nostri prodotti hanno un impatto ambientale minimo e possono essere usati per molte applicazioni
diverse.
■■Eccellente resistenza all’abrasione e
lubrificazione automatica
Il carbonio ha proprietà di auto-lubrificazione e un basso
coefficiente di attrito grazie alla struttura a cristalli stratificati che lo
rende altamente resistente all’abrasione. Il carbonio pertanto è
caratterizzato da una straordinaria resistenza all’abrasione e da
un basso attrito sotto conduzione, importante per la spazzola in
carbonio.
Carbonio
Metallo bianco
Acciaio
Gomma
Vetro
0
■■Conduttività superiore
Il carbonio ha un basso coefficiente di espansione termica, il che
significa che difficilmente cambia forma o qualità anche a
temperature elevate. È anche resistente all’addolcimento e alla
fusione che possono verificarsi a causa della scintillazione
durante il funzionamento, inoltre non fonde con altri materiali.
0,4
0,6
0,8
1,0
Coefficiente di attrito dinamico con superficie in acciaio
[in temperatura ambiente dell’aria]
Con l’eccellente conduttività elettrica, il carbonio può offrire un
livello ottimale e stabile di resistività elettrica, incrementato dalla
selezione appropriata di materiali e processi produttivi in base
all’applicazione.
■■Straordinaria durabilità
0,2
Carbonio
Vetro
Acciaio
Ottone
■■Guidabilità superiore durante il contatto
strisciante
0
5
10
15
20
Coefficiente di espansione termica [10 /K]
-6
Rispetto al metallo conduttivo in generale, la densità apparente e
il modulo di Young sono ridotti nel carbonio che quindi ha una
guidabilità scorrimento superiore durante il contatto strisciante.
Carbonio
Silicio
Alluminio
Acciaio
Rame
Tungsteno
0
5
10
15
Densità apparente [g/cm3]
41
20
Grafite, coke, nero di carbonio, ecc.
Legante
Polvere di metallo
Materia prima
Impastamento
Impastamento
Polverizzazione e
setacciatura
Polverizzazione e
setacciatura
Polverizzazione e
setacciatura
Miscelazione
Miscelazione
Miscelazione
Stampaggio
Stampaggio
Stampaggio
Trattamento termico
Trattamento termico
Trattamento termico
Trattamento termico
Impastamento
Grafitizzazione
Finitura
Finitura
Finitura
Finitura
Finitura
Ispezione
Ispezione
Ispezione
Ispezione
Ispezione
Elettrografite
Grafite
Grafite di carbonio
Grafite legata a
resina
Rame grafite/
Argento grafite
42
Tipi di spazzola e applicazioni: Alcuni esempi
Nel gruppo Toyo Tanso, offriamo un’intera gamma di spazzole: per uso nell’industria generica, per aspirapolvere, il settore
automobilistico, gli elettrodomestici, i motori degli elettroutensili, il settore elettrico, i micromotori, ecc.
Industria generica
Settore elettrico
Spazzola in carbonio
Elettrografite
Grafite legata a resina
Settore
automobilistico
Spazzola di grafite in
metallo
Argento grafite
Aspirapolvere
Grafite
Rame grafite
Elettrodomestici
Grafite di carbonio
Elettroutensili
Micromotori, ecc.
■■Industria generica
■■Settore elettrico
Motori a corrente continua
Gru
Treni elettrici
■■Applicazione automobilistica
Automobili
Energia eolica
Carrelli elevatori
43
■■Aspirapolvere
■■Elettroutensili
Aspirapolvere
Smerigliatrici
■■Elettrodomestici
■■Micromotori, ecc.
Lavatrici
Stampanti
Descrizione dei prodotti
Il gruppo Toyo Tanso cerca continuamente modi per ottenere prestazioni superiori con le nostre spazzole per ciascuno dei diversi scopi.
Fino a oggi, abbiamo sviluppato con successo una gamma di nuovi prodotti, incluse spazzole rivestite speciali, spazzole in carbonio con
cut-off, spazzole per le pompe del carburante delle auto e dischi in carbonio, e così via.
■■Spazzole in carbonio e dischi in
carbonio per pompe del carburante
delle vetture
Il carbonio è la risposta alle molte condizioni
richieste dal commutatore per le pompe del
carburante delle vetture. Toyo Tanso ha sviluppato
ottimi materiali per spazzole in carbonio e dischi al
carbonio a bassa usura per il commutatore.
Possiamo proporre il materiale per spazzole in
carbonio ideale secondo le condizioni d’uso.
■■Spazzola in carbonio con cut-off
■■Spazzola per lavatrici
Al termine del ciclo di vita, le spazzole tendono a subire
una scintillazione superiore dalla commutazione, dovuta
al deterioramento della pressione della molla. La
spazzola con cut-off interrompe rapidamente la corrente
elettrica quando la spazzola è usurata per ridurre il
disinserimento del commutatore. Toyo Tanso offre
design cut-off a seconda del tipo di spazzola e
dell’applicazione.
Per il motore a collettore delle lavatrici a tamburo sono
necessarie spazzole estremamente durevoli. Toyo
Tanso offre una spazzola durevole con prestazioni
ottime anche durante il ciclo inverso della macchina.
■■Spazzola con rivestimento
speciale
Questa spazzola presenta un sottile
rivestimento in pellicola di metallo conduttivo
sulla superficie. Il rivestimento serve per
interrompere la perdita associata alla resistenza
elettrica e gli aumenti della temperatura senza
sacrificare la durata e le proprietà di
commutazione della spazzola. Queste spazzole
sono usate nei piccoli aspirapolvere ad alta
velocità, motori di elettroutensili, e così via.
44
Proprietà tipiche
Composizione
Caduta di
Resistenza
tensione
alla
Coefficiente
da
flessione
di attrito
contatto
Densità
apparente
Durezza
Resistività
elettrica
g/cm3
HSC
μΩ·m
MPa
401
1,68
18
9
10
502
1,77
51
11
37
Grado
Velocità Densità di
periferica corrente
massima massima
Caratteristiche/Applicazioni
V
m/s
A/cm2
M
M
30
10
Buona formazione della pellicola. Idonea per
anelli collettori che generano facilmente rigatura.
M
M
25
10
Buona resistenza alla sgrossatura grazie alla
struttura isotropa a grano fine. Idoneo per anelli
collettori e motori a corrente continua a bassa
capacità e bassa velocità.
Elettrografite
Grafite
503
1,68
46
13
29
M
M
30
10
Come il 502, ha una buona resistenza alla
sgrossatura grazie alla struttura isotropa a grana
fine. Idoneo per motori a bassa/media capacità
per velocità superiori al 502.
176
1,62
28
14
16
M
M
45
12
Buona formazione della pellicola. Buone
prestazioni di commutazione. Idonea per motori a
corrente continua fino a capacità media.
BZ-229
1,6
23
22
11
M
M
40
12
Moderata funzione di adeguamento della
pellicola. Idonea per motori di macine a capacità
media e alta.
BZ-256
1,61
28
19
14
M
M
40
12
Migliore formazione della pellicola rispetto al
BZ-229. Idonea per motori di macine a capacità
media e alta.
213
1,61
32
23
16
M
M
40
12
Migliore effetto di adeguamento della pellicola
rispetto al 176. Idonea per motori a corrente
continua fino a capacità media.
321
1,74
62
34
31
M
M
35
10
TH-03
1,75
68
40
35
M
M
35
10
351A
1,63
49
47
22
H
M
40
10
Materiale standard per spazzole di
commutazione. Idonea per motori a corrente
continua a capacità media.
641
1,64
59
75
12
H
M
40
10
Idonea per motori a corrente continua ad alta
capacità e commutazione difficile e per motori
universali.
402
1,71
24
10
18
M
M
25
10
Effetto di adeguamento della pellicola.
Idonea per anelli collettori con pellicola spessa.
801
1,65
30
35
19
M
M
45
15
Buona resistenza all’usura.
Idonea per motori delle pompe per servosterzo.
TR-52
1,74
30
14
16
M
M
40
12
Migliori prestazioni di commutazione rispetto al
788. Idonea per carrelli elevatori da 48 V o
superiore.
TR-19
1,51
33
200
19
M
M
40
12
Idonea per motori a collettore trifase.
Idonea per motori a trazione.
*Coefficiente di attrito: H (alto)···0,25 o superiore M (medio)···0,20-0,25 (condizioni di misurazione/anello collettore: rame; Velocità: 9,3 m/secondo; corrente: 0 A)
*Caduta di tensione da contatto M···0,5-1,0 V/unità (condizioni di misurazione/anello collettore: rame; Velocità: 9,3 m/secondo; corrente: CC 10 A/cm²)
*I numeri suddetti corrispondono ai valori tipici e non sono garantiti.
La velocità periferica e la densità di corrente massima differiscono a seconda delle condizioni dell’anello collettore
e del commutatore, nonché a seconda delle condizioni d’uso. Le informazioni elencate a destra e sopra
rappresentano esempi generali. Prima di scegliere un prodotto, consultare il nostro personale sulle particolari
esigenze.
45
Composizione
Caduta di
Resistenza
tensione
alla
Coefficiente
da
flessione
di attrito
contatto
Densità
apparente
Durezza
Resistività
elettrica
g/cm3
HSC
μΩ·m
MPa
M-90
6,30
15
0,32
108
M-1T
6,19
13
0,27
M-2T
5,70
15
M-1H
6,83
M-1
Grado
periferica corrente
massima massima
Rame grafite I
V
m/s
A/cm2
M
VL
20
25
108
M
VL
22
22
0,50
80
M
VL
25
20
6
0,04
87
M
VL
25
20
5,41
12
0,08
42
L
VL
30
25
M-1F
5,30
18
0,15
49
L
VL
30
25
M-2H
4,93
13
0,10
34
L
VL
30
20
M-2HF
4,80
18
0,33
44
M
VL
30
20
M-2
4,40
15
0,50
29
L
VL
30
20
M-2F
4,35
15
0,50
44
M
VL
30
20
M-3H
4,04
16
0,70
29
M
VL
30
18
M-3HF
4,05
20
0,60
44
M
VL
30
18
M-3
3,78
17
1,00
29
L
VL
30
18
Lega di rame a resistenza elevata.
Idonea per contatti e messa a terra.
Elevato contenuto di rame.
Aumento della temperatura e caduta di tensione
da contatto molto ridotti. Idonea per motori e
generatori di elettricità ad alto rendimento.
Contenuto di rame vicino alla classe M1, M-2H e
buona resistenza all’usura. Idonea per anelli
collettori e generatori ad alto rendimento per
macchine rotanti generiche.
Grado intermedio tra grafite e grafite metallica
con caratteristiche di entrambe. In particolare, ha
una resistenza alla sgrossatura superiore.
Applicabile per motori e generatori a basso/
medio rendimento.
3,48
17
2,00
25
L
L
30
18
M-550
2,96
25
2,50
39
M
L
35
15
M-750
2,32
23
6,00
32
M
L
35
15
788
2,02
23
9,00
23
M
M
45
12
M-2TB
5,74
12
0,48
65
M
VL
25
20
M-1B
5,30
10
0,10
43
L
VL
30
25
M-2B
4,34
13
0,28
31
L
VL
30
20
MF-302
2,65
18
3,00
23
M
L
30
20
Idonea per ventole CC 12 V di automobili.
MF-501
3,00
20
0,90
28
L
L
30
20
Idonea per argani CC 12 V di automobili.
MF-101
2,90
18
2,20
28
M
L
30
20
MF-202
2,05
10
38,0
23
H
M
30
15
MF-203
2,05
10
30,0
23
L
M
30
15
MF-301
2,40
15
10,0
23
M
M
30
20
Idonea per pulitrici CC 24 V.
MF-401
2,67
18
10,0
21
M
M
30
20
Idonea per pulitrici CC 19,2 V.
MF-204
3,78
15
0,30
40
M
L
30
25
Idonea per elettroutensili CC da 7,2 V.
MF-205
3,00
20
0,80
28
M
L
30
20
Idonea per elettroutensili CC da 24 V.
MF-701
2,26
18
10,0
30
M
M
30
20
Idonea per elettroutensili CC da 22-36 V.
MF-201
2,25
10
30,0
23
M
M
30
15
Idonea per macinacaffè domestici.
MF-601
2,05
10
50,0
23
M
M
30
15
Idonea per sedie a rotelle elettriche.
Buona resistenza all’usura. Particolarmente
idonea per anelli collettori in acciaio inossidabile.
Buona stabilità dimensionale a temperatura
elevata. Idonea per carrelli elevatori da 48 V o
inferiore.
Stessa applicazione delle precedenti M-1 e M-2.
Ma non contiene piombo.
Rame grafite II
M-4
Idonea per pulitrici CC 19,2 V.
*Coefficiente di attrito: H (alto)···0,25 o superiore M (medio)···0,20-0,25 L (basso)···0,20 o inferiore (condizioni di misurazione/anello collettore: rame; Velocità: 9,0 m/
secondo; corrente: 0 A)
*Caduta di tensione da contatto M (medio)···0,5-1,0 V/unità, L (basso)···0,25-0,50 V/unità; VL (molto basso): 0,25 o inferiore/unità (condizioni di misurazione/Anello
collettore: rame; Velocità: 9,0 m/secondo; corrente: CC 10 A/cm²)
46
Proprietà tipiche
Composizione
Caduta di
Resistenza
tensione
alla
Coefficiente
da
flessione
di attrito
contatto
Argento grafite
Densità
apparente
Durezza
Resistività
elettrica
g/cm3
HSC
μΩ·m
MPa
SX-50
3,20
15
2,70
29
SX-70
4,45
15
0,25
SX-90
6,85
18
0,05
Grado
periferica corrente
massima massima
V
m/s
A/cm2
M
VL
20
12
40
M
VL
20
15
84
M
VL
20
22
Aumento della temperatura e caduta di tensione
da contatto molto ridotti. Idonea per tachimetri a
bassa corrente e contatti di messa a terra.
*Coefficiente di attrito: M (medio)···0,20-0,25 (condizioni di misurazione/anello collettore: rame; Velocità: 9,0 m/secondo; corrente: 0 A)
*Tensione di contatto in discesa: VL (molto basso)···inferiore a 0,25 V/unità (condizioni di misurazione/anello collettore: rame; Velocità: 9,0 m/s; Corrente: CC 10 A/cm²)
Composizione
Grado
Densità
apparente
Durezza
Resistività
elettrica
Caduta di
Resistenza
tensione
alla
Coefficiente
da
flessione
di attrito
contatto
periferica corrente
massima massima
g/cm3
HSC
μΩ·m
MPa
V
m/s
A/cm2
X-03
1,50
12
200
15
L
H
54
20
X-09
1,52
14
260
15
L
H
54
20
X-17
1,54
15
330
18
L
H
54
20
X-72
1,47
19
380
14
L
H
48
20
X-87
1,50
17
380
22
L
H
54
20
X-88
1,52
14
360
20
L
H
54
20
X-05
1,48
15
400
18
L
H
50
20
X-10
1,52
15
270
17
L
H
50
20
X-78
1,51
17
370
22
L
H
48
20
X-80
1,51
17
360
22
L
H
48
20
X-13
1,48
19
700
22
L
H
50
15
X-85
1,48
20
400
14
L
H
48
20
X-89
1,53
19
350
21
L
H
48
20
X-93
1,50
18
640
27
L
H
50
15
X-95
1,51
19
640
24
L
H
50
15
X-97
1,45
19
430
14
L
H
50
20
X-11
1,35
15
1100
14
L
VH
54
13
X-73
1,52
24
920
24
L
VH
40
13
X-91
1,35
15
1100
17
L
VH
54
13
X-94
1,36
14
1200
17
L
VH
54
13
X-04
1,36
17
1600
11
L
VH
54
10
X-08
1,29
14
1600
14
L
VH
54
10
X-96
1,31
14
1600
16
L
VH
54
10
B-2
1,75
25
390
24
L
H
25
8
Buona guidabilità.
Idonea per pulitrici ad alta efficienza da
100‑120 V.
Idonea per pulitrici a ingresso alto da 100-120 V.
Grafite legata a resina
Buone prestazioni di commutazione.
Idonea per pulitrici da 120-240 V.
Buona prestazione di commutazione.
Idonea per pulitrici da 200-240 V, motori piccoli.
Idonea per centrifughe, asciugatrici. Stampabile
con pressa nella dimensione massima di 18 mm
di lunghezza.
*Coefficiente di attrito: L (basso)···Inferiore a 0,20 (condizioni di misurazione/densità di corrente: CA10 A/cm²); Velocità: 20 m/secondo; Pressione della molla: 50 kPa)
*Caduta di tensione da contatto VH (molto alto)···Superiore a 3,0 V/unità; H (alto)···2,0-3,0 volt/unità (condizioni di misurazione/densità di corrente: CA10 A/cm²); Velocità:
20 m/secondo; Pressione della molla: 50 kPa)
47
Composizione
Caduta di
Resistenza
tensione
alla
Coefficiente
da
flessione
di attrito
contatto
Densità
apparente
Durezza
Resistività
elettrica
g/cm3
HSC
μΩ·m
MPa
C-3
1,62
35
240
24
107
1,62
34
100
113
1,58
37
C-1
1,49
TX-174
Grado
periferica corrente
massima massima
Grafite di carbonio
V
m/s
A/cm2
L
H
35
13
29
L
H
35
13
290
27
L
H
35
13
30
330
13
L
H
35
12
1,55
36
390
24
L
H
35
18
105S
1,55
36
390
24
L
H
35
18
108
1,55
36
390
24
L
H
35
18
110
1,54
37
350
20
L
H
35
13
118
1,64
34
390
23
L
H
35
18
129
1,64
34
620
20
L
H
35
18
106
1,52
33
680
15
M
VH
35
13
111
1,61
37
600
23
M
VH
35
13
114
1,62
35
900
20
M
VH
35
13
122
1,62
42
840
22
M
VH
35
13
124
1,60
47
790
26
M
VH
35
13
127
1,53
33
850
21
M
VH
35
13
116
1,62
35
900
20
M
VH
35
13
Buone prestazioni di commutazione e resistenza
all’usura.
Idonea per elettroutensili da 200-240 V.
119
1,59
42
1300
20
M
VH
35
13
Buone prestazioni di commutazione e
scorrimento. Idonea per elettroutensili da
200-240 V e lavatrici.
B-1
1,75
47
450
13
L
H
25
8
Idonea per piccoli elettroutensili e centrifughe.
Stampabile con cavetto mediante pressa fino alla
dimensione massima di L12 mm.
C-2
1,55
44
660
17
L
H
25
10
dimensione massima di L15 mm.
10
dimensione massima di L15 mm. Migliore effetto
di insonorizzazione e adeguamento della
pellicola rispetto al C-2.
10
dimensione massima di 18 mm. Migliore effetto di
insonorizzazione e adeguamento della pellicola
rispetto al C-2.
FX-08
1,58
1,66
18
32
660
590
14
19
L
L
H
H
25
25
Idonea per pulitrici da 100 V-120 V e da
200‑240 V.
Buone prestazioni di commutazione, resistenza
all’usura.
Idonea per elettroutensili e pulitrici da 100-120 V
e da 200-240 V.
Buone prestazioni di commutazione e resistenza
all’usura.
Idonea per elettroutensili da 200-240 V e lavatrici.
C-2N
Bassa resistività comparativa.
Idonea per elettroutensili da 100-120 V.
*Coefficiente di attrito: M (medio)···0,20-0,25; L (basso)···Inferiore a 0,20
(condizioni di misurazione/densità di corrente: CA10 A/cm²); Velocità: 20 m/secondo; Pressione della molla: 50 kPa)
*Caduta di tensione da contatto VH (molto alto)···Superiore a 3,0 V/unità; H (alto)···2,0-3,0 volt/unità
(condizioni di misurazione/densità di corrente: CA10 A/cm²); Velocità: 20 m/secondo; Pressione della molla: 50 kPa)
La velocità periferica e la densità di corrente massima differiscono a seconda delle condizioni dell’anello collettore
e del commutatore, nonché a seconda delle condizioni d’uso. Le informazioni elencate a sinistra e sopra
rappresentano esempi generali. Prima di usare uno dei nostri prodotti, contattare il nostro ufficio vendite per
ottenere una consulenza sulla selezione del grado più appropriato.
48
Dati sulla progettazione
■■Riferimento: metodi per montare il cavetto e forma della spazzola in carbonio (JIS C2802)
C1
Senza
cavetto
C2
Saldatura
battuta in
polvere di
rame
C4
Tubo di
rame (uno)
Rivettatura
C1-1
C1-2
C1-3
C1-4
C1-5
C1-6
C1-7
C1-8
C1-9
C1-10
C2-1
C2-2
C2-3
C2-4
C2-5
C2-6
C2-7
C2-8
C2-9
C2-10
C2-11
C2-12
C4-1
C4-2
C4-3
C4-4
C4-5
C4-6
C4-7
C4-8
C4-9
C4-10
C4-11
C4-12
C4-13
C4-14
C4-15
C4-16
C4-17
C4-18
C4-19
C4-20
C5-1
C5-2
C5-3
C5-4
C5-5
C5-6
C5-7
C5-8
C5-9
C5-10
C5-11
C5-12
C5-13
C5-14
C5-15
C5-16
C5-17
C5-18
C6-1
C6-2
C6-3
C6-4
C4-21
C5
Tubo di
rame (due)
Rivettatura
C6
Romboide
segmentato
49
■■Tolleranza per spessore, larghezza e lunghezza (JIS C2802)
Le tolleranze per spessore, larghezza e lunghezza della spazzola, nonché quella delle dimensioni interne del supporto della spazzola, sono le
seguenti:
Unità: mm
Tolleranza di spessore/larghezza della
spazzola
Tolleranza delle dimensioni interne del
supporto
Massima
Minima
Massima
Minima
Massima
Minima
Tolleranza della
lunghezza della
spazzola
1,6 / 2 / 2,5
-0,09
-0,03
+0,05
+0,01
0,14
0,04
±0,3
3,2
-0,09
-0,03
+0,07
+0,02
0,16
0,05
±0,3
4/5
-0,11
-0,03
+0,07
+0,02
0,18
0,05
±0,3
6,3 / 8 / 10
-0,11
-0,03
+0,09
+0,03
0,20
0,06
±0,3
12,5 / 16
-0,13
-0,04
+0,10
+0,03
0,23
0,07
±0,5
20 / 25
-0,13
-0,04
+0,12
+0,04
0,25
0,08
±0,5
32 / 40 / 50
-0,15
-0,05
+0,15
+0,05
0,30
0,10
±0,8
64 / 80
-0,15
-0,05
+0,18
+0,06
0,33
0,11
±0,8
100 / 125
—
—
—
—
—
—
±1,0
Dimensioni nominali
Spazio tra spazzola e supporto
*È concessa una tolleranza dello spessore della spazzola segmentata fino a 0,02 mm se non altrimenti specificato.
Tuttavia, considerare che non è possibile superare le dimensioni massime della spazzola.
Esempio del display
– 0,04
±0,8
X 25
X 40
16 –– 0,04
0,15
– 0,13
(due pezzi)
*Per le spazzole che hanno un’espansione termica superiore, come le spazzole in grafite metallica, le dimensioni con espansione termica delle precedenti dimensioni
nominali possono essere ridotte applicando la tolleranza anzidetta. Questo è a discrezione del produttore che deve ottenere un accordo in tal senso con il cliente.
Considerare che, in tali casi, le dimensioni nominali saranno così indicate nella tabella. Le lettere “a” e “b” negli esempi si riferiscono all’espansione termica.
Esempio del display
(0,14 + a)
– (0,04 + a)
±0,8
X 25
X 40
16 –– (0,13
+ a)
– (0,13 + a)
*La tolleranza per le dimensioni interne del supporto si applicano a spessore e larghezza della spazzola per il supporto di forma perpendicolare.
Tuttavia, per le voci come supporti con gioco, che non dipendono dall’intervallo tra spazzola e supporto per la stabilità della spazzola, le specifiche massime dello
spessore dell’intervallo possono essere modificate secondo accordi con il cliente.
50
Dati sulla progettazione
■■Struttura del filo guida (JIS C2802)
Valori consigliati
Sezione
trasversale
nominale
mm2
Diametro del filo 0,05 mm
Diametro
esterno
massimo
Peso
minimo
mm
0,06
Riferimento
Corrente
consentita +15% -10%
Numero di fili/
diametri dei fili
Calcolo
della
sezione
trasversale
Numero di fili/
diametri dei fili
Calcolo
della
sezione
trasversale
Numero di fili/
diametri dei fili
Calcolo
della
sezione
trasversale
g/m
mm
mm2
mm
mm2
mm
mm2
A
0,5
0,48
3/10/0,05
0,06
12/0,08
0,06
—
—
2
0,10*
0,6
0,72
3/17/0,05
0,10
20/0,08
0,10
—
—
3
0,15*
0,7
1,00
3/26/0,05
0,15
30/0,08
0,15
—
—
4
0,20*
0,8
1,40
3/34/0,05
0,20
40/0,08
0,20
—
—
4,8
0,25
1,0
2,00
3/42/0,05
0,25
3/17/0,08
0,26
—
—
5,5
0,30
1,1
2,20
3/51/0,05
0,30
3/20/0,08
0,30
—
—
6
0,35
1,1
2,80
3/60/0,05
0,35
3/23/0,08
0,35
3/15/0,10
0,35
7
0,40
1,2
2,90
—
—
3/27/0,08
0,41
3/17/0,10
0,40
8
0,50
1,3
4,00
—
—
3/33/0,08
0,50
3/21/0,10
0,49
9
0,75*
1,6
5,60
—
—
3/50/0,08
0,75
3/32/0,10
0,75
12
0,90
1,7
6,50
—
—
7/26/0,08
0,91
7/16/0,10
0,88
13
1,00
1,8
8,00
—
—
7/28/0,08
0,99
7/18/0,10
0,99
15
1,25
2,0
10
—
—
7/36/0,08
1,27
7/23/0,10
1,26
17,5
1,40
2,1
11
—
—
7/40/0,08
1,41
7/25/0,10
1,37
19
1,50*
2,2
13
—
—
7/43/0,08
1,51
7/27/0,10
1,48
20
2,00
2,4
16
—
—
7/57/0,08
2,01
7/36/0,10
1,98
24
2,50
2,7
20
—
—
7/71/0,08
2,50
7/46/0,10
2,53
28
3,20
3,0
26
—
—
7/91/0,08
3,20
7/58/0,10
3,19
32
3,50
3,2
28
—
—
7/100/0,08
3,52
7/64/0,10
3,52
34
4,00
3,3
32
—
—
7/114/0,08
4,01
7/73/0,10
4,01
38
4,50
3,5
36
—
—
7/127/0,08
4,47
7/82/0,10
4,15
40
5,50
3,7
44
—
—
7/157/0,08
5,52
7/100/0,10
5,50
45
6,00
4,2
48
—
—
7/170/0,08
5,98
7/109/0,10
5,99
50
6,50
4,4
52
—
—
—
—
7/119/0,10
6,54
53
8,00
4,7
64
—
—
—
—
7/146/0,10
8,03
60
10,00
5,3
80
—
—
—
—
7/182/0,10
10,01
75
12,50
5,9
100
—
—
—
—
7/7/32/0,10
12,32
85
16,00
6,7
128
—
—
—
—
7/7/42/0,10
16,16
100
*Cifre basate sugli standard JIS C3664 (IEC60228).
*Il materiale del filo guida di diametro indipendente di 0,05/0,08 mm si basa su JIS 3103 mentre il filo guida di diametro indipendente di 0,10 mm si basa su JIS3102.
*Se il filo guida viene inserito in un tubo, il suo spessore può essere regolato concordandolo con l’utente.
*Se vi è la possibilità di corrente in eccesso o di capacità di raffreddamento insufficiente, regolare lo spessore del filo guida concordandolo con l’utente.
51
■■Forma e dimensioni del morsetto (JIS C2802)
Diagrammi delle dimensioni
t
t
B
G
B
d
d
T-1
T-2
B
d
Dimensioni
d
B
G
L
t
3
+0,2
3,5
–0,2
8 ± 0,3
4
12 ± 1
0,5 0,8
4
4,5
+0,3
–0,1
10 ± 0,3
5
15 ± 1
0,8
5
5,5
+0,3
–0,1
13 ± 0,4
6,5
20 ± 1
0,8 1,0
6
6,5
+0,3
–0,1
16 ± 0,4
8
24 ± 1
1,0
8
8,5
+0,3
–0,1
19 ± 0,5
9,5
29 ± 1
1,0 1,2
10
10,5
+0,3
–0,1
23 ± 0,5
12
40 ± 1
1,2
5
5,5
+0,3
–0,1
13 ± 0,8
6,5
20 ± 1,5
0,4 0,5
6
6,5
+0,3
–0,1
16 ± 0,8
8
24 ± 1,5
0,4 0,5
8
8,5
+0,3
–0,1
19 ± 1
9,5
29 ± 1,5
0,4 0,5
3
3,5
+0,2
–0,2
8 ± 0,3
4
>8
0,5 0,8
4
4,5
+0,3
–0,1
10 ± 0,3
5
> 10
0,8
5
5,5
+0,3
–0,1
13 ± 0,4
6,5
> 13
0,8 1,0
6
6,5
+0,3
–0,1
16 ± 0,4
8
> 16
1,0
8
8,5
+0,3
–0,1
19 ± 0,5
9,5
> 19
1,0 1,2
10
10,5
+0,3
–0,1
23 ± 0,5
12
> 25
1,2
5
5,5
+0,3
–0,1
13 ± 0,8
6,5
20 ± 1
0,4 0,5
6
6,5
+0,3
–0,1
16 ± 0,8
8
24 ± 1
0,4 0,5
8
8,5
+0,3
–0,1
19 ± 1
9,5
29 ± 1
0,6 0,8
10
10,5
+0,4
–0,1
23 ± 1
11,5
35 ± 1
0,6 0,8
4
4,5
+0,3
–0,1
10 ± 1
5
> 10
0,8 1,0
5
5,5
+0,3
–0,1
14 ± 1
7
> 12
0,8 1,0
6
6,5
+0,3
–0,1
16 ± 1
8
> 14
1,0 1,2
8
8,5
+0,3
–0,1
20 ± 1
10
> 18
1,0 1,2
10
10,5
+0,3
–0,1
23 ± 1
12
> 26
1,2
L
L
T-1
T-2
G
Numero
Unità: mm
Vite di
installazione (vite metrica)
G
t
L
T-13
t
t
T-3
d
B
B
d
T-4
T-5
G
G
T-4
T-5
t
L
t
L
L
B
T-6
T-7
t
B
B
L
L
T-8
T-9
G
T-8
T-9
d
B
G
d
T-6
T-7
L
G
d
G
d
*Dove la tolleranza non è indicata (escluso t), è la dimensione G ±10%
*Le dimensioni t di T-8 possono essere 1,2 per le viti numero 4 e 5, e 1,5 per le viti numero 6 e 8.
52
53
Trattamento delle superfici e nuovi prodotti sviluppati/servizi tecnici
Noi di Toyo Tanso crediamo nelle infinite possibilità
del carbonio
e le nostre iniziative di ricerca applicata e di base
non si fermano mai.
Prodotti per il trattamento
delle superfici
· Prodotti PYROGRAPH™
· Prodotti PERMA KOTE™
55
56
Nuovi prodotti sviluppati
59
Servizi tecnici
62
Tecnologie analitiche
65
Prodotti per il trattamento delle superfici
Prodotti PYROGRAPH™
PYROGRAPH™ è un prodotto creato rivestendo la superficie di una grafite isotropa altamente purificata con uno strato sottile di
carbonio pirolitico mediante un processo brevettato da Toyo Tanso di deposizione chimica da vapore (CVD).
■■Caratteristiche di PYROGRAPH™
20 µm
Sezione trasversale di PYROGRAPH™
●●lo strato di carbonio pirolitico è estremamente
sottile
●●ultrapuro
●●il rivestimento a strati garantisce una permeabilità
ai gas estremamente bassa
●●resistenza alla corrosione dei gas eccellente
●●resistenza all’ossidazione a basse temperature
eccellente
●●resistenza al calore eccellente
●●impedisce la separazione e la dispersione di
particelle di grafite, nonché l’emissione di gas e
di impurità dal substrato di grafite
La struttura a forma di colonna dello strato di carbonio
pirolitico significa che la struttura è di dimensioni
estremamente piccole.
■■Proprietà fisiche generali
■■Applicazione
Parallelo alla
superficie di
rivestimento
Perpendicolare
alla superficie di
rivestimento
Mg/m3
2,2
2,2
HSD
100
—
Resistività
elettrica
μΩ·m
da 2,00 a
4,00
da 2 a 5 x 103
Coefficiente di
espansione
termica
10-6/K
1,7
28
Resistenza alla
trazione
MPa
da 98 a 147 °C
Estremamente
debole
Modulo di Young
GPa
da 29 a 39
—
Conduttività
termica
W/(m·K)
da 170 a 420
(da 2 a 4)
●●Attrezzature di produzione per silicio a cristallo
singolo
●●Tubo per la spettroscopia di assorbimento
atomico
●●Apparecchiatura per la produzione di OLED
■■Dati proprietari di PYROGRAPH
™
Unità: ppm (massa)
Elemento
Contenuto
B
<0,01
Na
0,03
Al
0,02
Cr
<0,10
Fe
<0,01
Ni
<0,01
Unità
Densità
apparente
Durezza
*L’intervallo di temperatura del coefficiente di espansione termica è RT per
1.000 °C.
*Le cifre precedenti sono estratte da altre pubblicazioni e non possono
essere garantite.
■■Emissività
*Metodo di misurazione spettrometria di massa a scarica a bagliore
*Le cifre precedenti sono esempi di misurazione e non possono essere
garantite.
80
1
Emissività [%]
Prodotti per il
trattamento delle
superfici
100
■■Permeabilità ai gas
Permeabilità ai gas [m2/s]
Articolo
10-2
10-4
60
40
10-6
20
10-8
0
10-10
10-12
0
500
1000
1500
Temperatura [°C]
0
20
40
60
80
Spessore del rivestimento [μm]
55
2000
Prodotti PERMA KOTE™
PERMA KOTE™ è un prodotto creato rivestendo la superficie di una grafite isotropa altamente purificata con uno strato sottile di
carburo di silicio mediante un processo brevettato da Toyo Tanso di deposizione chimica da vapore (CVD).
■■Caratteristiche di PERMA KOTE™
SEM superficiale PERMA KOTE™
100 µm
●●Lo strato di carburo di silicio ha un'eccellente
resistenza all'ossidazione, alla corrosione e alle
sostanze chimiche.
●●È stabile ad alte temperature ed estremamente duro.
●●Impedisce la separazione e la dispersione di particelle
di grafite, nonché l’emissione di gas e di impurità dal
substrato di grafite.
●●Sia il substrato di grafite sia lo strato di carburo di
silicio sono di elevata purezza.
●●Hanno un'elevata conduttività termica e proprietà di
distribuzione di calore eccellenti.
●●Il materiale è progettato per evitare la formazione di
fratture e la delaminazione.
■■Spessore del rivestimento
Lo spessore standard è di 120 μm; tuttavia, questo valore può essere
modificato entro un intervallo da 20 a 500 μm.
■■Applicazione
●●Suscettori per crescita epitassiale di silicio
●●Attrezzature di produzione per silicio a cristallo singolo
●●Suscettori MOCVD
●●Riscaldatori
●●Diffusori di calore
●●Componenti di resistenza all’ossidazione
Prodotti per il
trattamento delle
superfici
Sistema per crescita epitassiale di silicio
56
■■Dati sulle proprietà PERMA KOTE™
■■Resistenza alla corrosione
Nome
Formula chimica
Concentrazione (%)
Tempo (h)
Cambiamento in massa
(g/m2)
Acido fluoridrico
HF
47
80
144
-1,0
Acido cloridrico
HCl
36
Punto di ebollizione
144
0
Acido solforico
H2SO4
97
110
144
0
Acido nitrico
HNO3
61
Punto di ebollizione
144
0
HF + HNO3 (1:1)
100
80
288
-1,0
-1,0
Acido fluoridrico + acido nitrico
HNO3 + H2SO4 (1:1)
100
25
288
Idrossido di sodio
NaOH
20
80
288
0
Acido fosforico
H3PO4
100
100
192
-1,0
HCl + HNO3 (3:1)
100
80
192
0
Acido nitrico + acido solforico
Acido nitroidroclorico
■■Reattività con varie sostanze (nel vuoto)
Formula
chimica
Reagente
Alluminio
Al
Boro
B
■■Proprietà dello strato
Struttura ß-SiC (sistema cubico)
1200 °C x 3 h 1600 °C x 3 h


Struttura a cristalli
: Si
:C
Cobalto
Co


Cromo
Cr


Rame
Cu


Densità apparente
3,2 Mg/m3

Durezza
2800 HK
Resistività elettrica
0,2 Ω·m
(attraverso il metodo di caduta del
potenziale)
Ferro
Fe
Molibdeno
Mo


Nichel
Ni
Piombo
Pb
Silicio
Si

Resistenza alla
flessione
170 MPa (attraverso la piegatura a 3
punti)
Stagno
Sn

Modulo di Young
Tantalio
Ta
320 GPa
(attraverso il metodo di deflessione)
Titanio
Ti

Vanadio
V

Tungsteno
W

Al2O3

Ossido di alluminio
Ossido di boro
B2O3
Ossido di cromo (III)
Cr2O3
Ossido di ferro (III)
Fe2O3
Ossido di magnesio
MgO







Prodotti per il
trattamento delle
superfici
Ossido di manganese (IV)
MnO2
Ossido di piombo (II)
PbO
Biossido di silicio
SiO2

Ossido di titanio (IV)
TiO2

Ossido di vanadio (V)
V2O5

Ossido di zirconio (IV)
ZrO2

* ···Nessuna reazione
···Reazione
57
Temperatura (°C)



*Le cifre precedenti sono estratte da altre pubblicazioni o sono esempi di
misurazioni e non possono essere garantite.
Elemento
Unità: ppm (massa)
Contenuto
B
0,15
Na
0,02
Al
0,01
Cr
<0,1
Fe
0,02
Ni
<0,01
*Metodo di misurazione spettrometria di massa a scarica a bagliore
*Le cifre precedenti sono esempi di misurazione e non possono essere
garantite.
···Leggera reazione
···Reazione significativa
■■Pressione del vapore del carburo di silicio
■■Ossidazione
*Estratto dal manuale del materiale sul punto di fusione a temperature
ultraelevate
0,10
Rapporto del cambiamento di massa
[% massa]
Pressione del vapore [Pa]
106
104
0,05
102
10-0
10-4
800 °C
-0,05
10-6
1600
1800
2000
2200
2400
Temperatura [°C]
0,5
Grafite del substrato
0,3
CVD-SiC
0,2
0,1
200
400
600
800
500
800
200
150
100
50
0
1000
0
200
400
600
800
1000
1200
Temperatura [°C]
Temperatura [°C]
■■Emissività
■■Permeabilità ai gas
100
1
Ry5 100 µm
Pm=100 kPa
10-2
90
Emissività [%]
10-4
10-6
10-8
Prodotti per il
trattamento delle
superfici
Permeabilità ai gas [m2/s]
400
■■Conduttività termica
Coefficiente di conduttività termica [W/(m·K)]
0,6
0
200
PERMA KOTE™ è resistente all’ossidazione e, poiché lo strato
protettivo in SiO2 è formato ad oltre 800 °C, la grafite del substrato
è protetta dall’ossidazione.
■■Coefficiente di espansione termica per CVD-SiC
e grafite del substrato
0,4
0
Tempo [h]
PERMA KOTE™ è estremamente stabile a temperature elevate.
Espansione termica lineare [%]
1100 °C
0,00
10-2
0
1400 °C
80
70
10-10
10-12
0
20
40
60
Spessore del rivestimento [μm]
80
60
0
500
1000
1500
2000
Temperatura [°C]
58
Per fornire prodotti esclusivi ai propri clienti, Toyo Tanso opera costantemente nel campo di ricerca e sviluppo all’avanguardia.
Perseguendo le possibilità offerte da alternative ai materiali convenzionali, svolgiamo una ricerca congiunta con gli utenti di tutto
il mondo e continueremo ad essere coinvolti in modo preventivo nello sviluppo dei prodotti per le generazioni future.
■■Carbonio poroso CNovel™
Prodotto utilizzando le nostre tecnologie esclusive, il carbonio poroso contiene numerosi fori di dimensione uniforme di circa
diverse decine di nanometri di dettaglio e offre una struttura speciale in cui tali fori sono interconnessi. A differenza del carbonio
attivo e di altri materiali esistenti in carbonio poroso, CNovel™ è un materiale nuovo con mesopori controllati (da 2 a 50 nm), che
fino ad ora era stato considerato difficile da produrre e ottenere come materiale industriale. A seconda delle condizioni di
preparazione, è possibile (1) controllare specifiche aree della superficie e (2) regolare la dimensione dei pori. CNovel™ sta
iniziando ad attrarre l’attenzione per l’utilizzo in applicazioni quali quelle nel settore ambientale ed energetico e in applicazioni
con macchine, in cui era convenzionalmente difficile utilizzare materiali porosi di carbonio, oltre ad applicazioni convenzionali al
carbonio attivo.
Immagine del microscopio elettronico di
trasmissione
Aspetto del prodotto
■■Grafite con rivestimento in carburo metallico MetalizeKote™
MetalizeKote™ è un prodotto di rivestimento che forma uno strato di carburo metallico (metallo carbonizzato) sulla superficie di
un materiale di grafite tramite un metodo proprietario Toyo Tanso ed è disponibile nei rivestimenti a base di Cr e di Fe. La
formazione di un carburo metallico fa sì che la superficie della grafite diventi simile ad un metallo, rendendo possibile prevenire
la generazione di particelle di grafite e di controllare la carburizzazione (denaturazione) dell’altro materiale. Utilizzando questa
proprietà, MetalizeKote™ inizia ad attrarre l’attenzione per l’utilizzo nelle applicazioni per dispositivi e forni industriali, in cui
convenzionalmente non è stato possibile utilizzare materiali di grafite e prodotti di rivestimento.
Immagine con sezione trasversale SEM
59
■■Grafite con rivestimento TaC EVEREDKOTE™
Negli ultimi anni il carburo di silicio (SiC), il nitruro di gallio (GaN), il nitruro di alluminio (AlN), l’ossido di zinco (ZnO) e altri
materiali hanno attratto l’attenzione per dispositivi di potenza di ultima generazione. Questi processi di produzione monocristallini
prevedono temperature elevate e ambienti difficili utilizzando gas corrosivi quali ammoniaca e cloruro di idrogeno. L’utilizzo di
componenti convenzionali in tali condizioni ambientali riduce le durate a causa del calore e dei gas corrosivi. EVEREDKOTE™ è
un materiale composito, che comprende un materiale di grafite rivestito da TaC. Con un punto di fusione di circa 4.000 °C, questo
rivestimento in TaC offre durabilità termica estremamente elevata. Inoltre, è esente da fratture e ha un’eccellente resistenza allo
shock termico. Queste proprietà del rivestimento in TaC proteggono il substrato di grafite, ampliando la durata dei componenti.
■■Composito TaC-Ta EVEREDKOTE™-K
EVEREDKOTE™-K è un materiale composito, sviluppato congiuntamente con l’Università Kwansei Gakuin, composto da tantalio
carburizzato in modo che la superficie formi uno strato di TaC. Come EVEREDKOTE™, EVEREDKOTE™-K ha caratteristiche di
temperatura elevate; inoltre, ha molte altre caratteristiche quali resistenza al grippaggio e resistenza meccanica. Può quindi
essere utilizzato in ambienti a temperature elevate quali quelle sperimentate da parti strutturali utilizzate all’interno dei forni.
■■Compositi metallo/carbonio KLASTA MATE™
KLASTA MATE™ ha una struttura in cui il metallo è disperso in maniera omogenea in un materiale di carbonio. Può essere
utilizzato con un’ampia gamma di concentrazioni e specie droganti, nonché con due o più elementi. Come la grafite, KLASTA
MATE™ ha eccellente lavorabilità e può essere lavorato in forme complesse. Come sorgente di vapore per la scarica ad arco,
KLASTA MATE™ è idoneo per la produzione di metallofullereni e nanotubi di carbonio. Inoltre, come sorgente di vapore per la
placcatura ionica ad arco e materiale target per sputtering, è anche adatto per la formazione di pellicole DLC drogate con metalli.
60
■■Compositi ceramica/metallo CARBOCELL™
CARBOCELL™ è un composito ceramica–metallo sviluppato congiuntamente con l’Università di Osaka. Questo nuovo materiale
è realizzato sinterizzando particelle di carbonio con ceramica (carbonio legato a ceramica - Ceramic Bonded Carbon o CBC) e
metallo (carbonio legato a metallo - Metal Bonded Carbon o MBC) in concentrazioni dense. CARBOCELL™ possiede la
funzionalità di ceramica e metallo, utilizzando nel contempo le caratteristiche del carbonio. CBC, che è sinterizzato con nitruro di
alluminio (AlN) e carburo di silicio (SiC), è adatto ad applicazioni che richiedono luce, durabilità termica, proprietà sigillanti,
proprietà di scorrimento, resistenza all’usura, elevata conduttività termica, proprietà di controllo della polvere e compatibilità con
la lavorazione a precisione elevata. Può essere unito non solo alla ceramica, ma anche a metalli ad elevato punto di fusione
quali tungsteno e molibdeno. MBC, che è combinato con alluminio (Al), può essere trattato a pressione a caldo e ha potenziale
come materiale scorrevole ad elevate temperature, materiale sigillante e componente di elettrodi.
CBC: immagine in sezione trasversale
Le particelle di carbonio sono ricoperte da
uno strato di carburo di silicio (SiC) spesso
diversi micron e quindi sinterizzate.
MBC: immagine in sezione trasversale
Poiché l’alluminio forma una fase continua,
la lavorazione della plastica è possibile.
■■Modifica della superficie fluorurata
In base alle tecnologie di proprietà e alle competenze acquisite durante il nostro sviluppo di elettrodi di carbonio per l’elettrolisi
del fluoro, Toyo Tanso ha stabilito tecnologie per la fornitura e l’utilizzo, in maniera stabile e sicura, di gas fluoro, che era difficile
da gestire in un ambiente industriale. Utilizzando queste tecnologie con gas fluoro, sviluppiamo un processo di modifica della
superficie fluorurata, per cui si è registrata una domanda crescente nei materiali elettronici e nei campi medici negli ultimi anni.
Quando un materiale è fatto reagire con gas fluoro, la natura della sua superficie cambia. Toyo Tanso possiede tecnologie e
competenze che controllano questo cambiamento delle proprietà. Oltre ad essere in grado di adattare lo stato della superficie del
materiale in modo che sia più idrorepellente o più idrofila, possiamo anche dare al materiale funzioni quali permeabilità al gas e
proprietà elettriche. Inoltre, poiché i nostri trattamenti di superficie sono condotti con reazioni che utilizzano il gas, possono
essere applicati a prodotti target di qualsiasi forma. Ad esempio, possiamo anche eseguire un trattamento omogeneo della
superficie dei nanomateriali (come tipificato dalle polveri), elementi sagomati complessi con dettagli lavorati in maniera intricata
e altri materiali.
Esempio di applicazione per separatore per cella di carburante
61
Servizi tecnici
Toyo Tanso può offrire varie opzioni di lavorazione o di trattamento per materiali con forniture dei clienti. Le nostre eccellenti
tecnologie, basate sulla produzione di carbonio, ci consentono di rispondere alle elevate aspettative delle richieste dei clienti, ad
esempio produzione altamente difficile, progresso nella qualità dei materiali.
■■Lavorazione di grafite e carbonio
●●Lavorazione altamente difficile
•• L
avorazione a pareti sottili
Possiamo eseguire con successo una difficile lavorazione di pareti
sottili ottimizzando dispositivi e metodi di lavorazione (esempio:
cilindro vuoto con spessore di 0,2 mm).
•• Lavorazione 3D
Prepariamo un modello 3D basato su disegni e scriviamo programmi
per la realizzazione del prodotto desiderato. Su richiesta siamo anche
in grado di misurare un prodotto effettivo e di produrre articoli in base
alle dimensioni effettive.
•• Lavorazione speciale su diametri interni
Possiamo eseguire una lavorazione speciale su diametri interni per
realizzare articoli monolitici senza tagliare il pezzo da lavorare in
sezioni (dimensioni lavorabili massime: ø 300 mm l = 400 mm).
Lavorazione a pareti sottili
Lavorazione 3D
Lavorazione speciale su
diametri interni
●●Servizi di assemblaggio
Assemblaggio della
grafite
•• Assemblaggio della grafite
La nostra capacità di realizzare prodotti dalla fase di progettazione fino
alle fasi di lavorazione e di assemblaggio ci consente di assemblare i
prodotti e di svolgere test di funzionamento dopo l’assemblaggio.
•• Assemblaggio di compositi C/C
La nostra capacità di realizzare prodotti dalla fase di progettazione fino
alle fasi di lavorazione e di assemblaggio ci consente di spedire i
prodotti dopo aver controllato la precisione dell’assemblaggio.
Assemblaggio di compositi
C/C
●●Altri tipi di lavorazione
•• Grandi anelli di tenuta
Possiamo produrre anelli di tenuta per macchinari di grandi
dimensioni, che sono notoriamente difficili da produrre. Realizzando
prodotti con livelli precisi di parallelismo, planarità, ruvidità della
superficie e altro, garantiamo che i nostri anelli di tenuta siano in grado
di mantenere guarnizioni altamente a prova d’aria (diametro lavorabile
massimo: ø 500 mm).
Grandi anelli di tenuta
•• Calettamento a caldo e assemblaggio
Possiamo calettare a caldo carbonio e metallo e possiamo anche
assemblare prodotti utilizzando l’aderenza (diametro lavorabile
massimo: fino a ø 600 mm).
Servizi tecnici
•• Lavorazione sezionale
Possiamo eseguire sofisticate attività di lavorazione, come verificare
che non esistano intervalli (nessuna perdita di luce) tra superfici
corrispondenti, come richiesto nei prodotti sezionati utilizzati negli
anelli dei pistoni dei compressori e in applicazioni simili. Consultateci
relativamente alle forme e al numero di sezioni (diametro lavorabile
massimo: ø 1.400 mm).
Calettamento a caldo
e assemblaggio
Lavorazione
sezionale
Materiali porosi
•• Materiali porosi
Utilizzando un centro di lavorazione a più teste siamo in grado di
lavorare con precisione e molto rapidamente articoli porosi molto
impegnativi.
•• Palette
Da prodotti di massa per automobili a prodotti a basso volume,
realizzati su ordinazione per il mercato industriale generico, possiamo
produrre un’ampia gamma di palette (che richiedono una precisione
dimensionale molto impegnativa), con qualità costante.
Palette
62
■■Trattamento termico
●●Trattamento per cottura
•• Trattamento termico fino a 1.000 °C
Possiamo svolgere il trattamento termico (a temperature fino a 1.000 °C circa) in atmosfere non
ossidanti.
Anche quando sono prodotti gas organici, possiamo eseguire le misure relative.
●●Trattamento di grafitizzazione
•• Trattamento termico fino a 3.000 °C
Possiamo svolgere il trattamento termico (a temperature fino a 3.000 °C circa), riempiendo il
materiale con polvere di coke nel forno, e quindi applicando riscaldamento con resistenze
elettriche.
●●Vari trattamenti termici
•• Vari trattamento tecnici di Toyo Tanso
Sono disponibili anche vari trattamenti termici utilizzando forni di
trattamento diversi da quelli descritti in precedenza.
Articolo
Condizioni per il trattamento termico
Metodo di
trattamento
Trattamento
sotto vuoto
Dimensione
disponibile (mm)
1500 L x 1400 H x 2000 P
Temperatura MAX (°C)
2000
Trattamento
con H2
Trattamento
con N2 o Ar
ø 1050 x 830 H
2300
1500
Controllo di
Vuoto (meno
decompressione di 0,5 kPa)
(da 20 a 86 kPa)
Pressione
Trattamento
con alogeni
Pressione normale
■■Trattamento a elevata purezza
Trattando termicamente un materiale di grafite in un ambiente di
gas alogeni, le impurità nei materiali sono rimosse. L’utilizzo di un
trattamento ad elevata purezza rende possibile mantenere le
impurità del metallo nel materiale di grafite a 5 ppm o valori
inferiori.
Articolo
Condizioni per la depurazione elevata
Temperatura (°C)
«MAX» 2300
Dimensione disponibile (mm)
Spessore
1500 L x 1400 H x 2000 P
Dipende dal grado del prodotto
Purezza (ppm massa)
Meno di 5
*I risultati del trattamento di cui sopra sono stati ottenuti utilizzando materiale di
grafite Toyo Tanso.
■■Trattamento superficiale
●●PERMA KOTE™ con rivestimento SiC
SEM superficiale PERMA KOTE™
Un denso strato di carburo al silicio (SiC) è creato tramite
deposizione di vapori chimici (chemical vapor deposition, CVD).
 Protegge il substrato dall’ambiente
 Controlla la generazione di particelle e gas dal substrato
 Consente la modifica, ecc., della superficie del substrato
 Dimensioni massime: ø 1.050 x 830 mm
Articolo
Dimensioni MAX (mm)
100 µm
Condizioni per il
rivestimento di SiC
ø 1050 x 830 H
Spessore dello strato SiC
(μm)
120±30
Contenuto di impurità del
metallo (ppm massa)
*col metodo GDMS
B: 0,15 / Na: 0,02
Al: 0,01 / Cr: <0,1
Fe: 0,02 / Ni: <0,01
*Consultare per decidere lo spessore dello strato
SiC.
●●Rivestimento di grafite pirolitica PYROGRAPH™
Servizi tecnici
Il carbonio pirolitico è rivestito tramite deposizione di vapore chimico (chemical vapor deposition,
CVD).
 Migliora l’impermeabilità del gas
 Controlla la generazione di particelle e gas dal substrato
 Migliora la resistenza chimica
●●Carbonio simile al vetro
Sezione trasversale di PYROGRAPH™
20 µm
La struttura a
forma di colonna
dello strato di
carbonio pirolitico
significa che la
struttura è di
dimensioni
estremamente
piccole.
Sezione trasversale del carbonio simile al vetro
Il carbonio simile al vetro impregna o copre il substrato.
 Migliora l’impermeabilità del gas
 Controlla la generazione di particelle dal substrato
●●Compositi SiC/C
Struttura dello strato in composito SiC/C
La tecnologia sviluppata utilizzando la tecnologia per la produzione di grafite isotropa di Toyo
Tanso e i risultati della ricerca sul carburo di silicio (SiC).
63
■■Impregnazione
●●Impregnazione con pece
•• Trattamento di impregnazione con pece basata sulla pressione
Possiamo impregnare le porosità nel materiale fornito con pece a pressione e possiamo anche
aggiungere la cottura per carbonizzarlo.
Applicazioni di esempio: Materiali refrattari, materiali di elettrodi, ceramica, ecc., in applicazioni
quali aumento della dimensione dei prodotti, sviluppo di nuovi prodotti e altro.
●●Impregnazione di metalli
Possiamo impregnare le porosità nel materiale fornito con metallo (rame, metalli contenenti rame
e antimonio) a pressione ad alte temperature.
 Miglioramento di resistenza, conduttività elettrica, conduttività termica e impermeabilità
●●Impregnazione con resina
Possiamo impregnare le porosità nel materiale fornito con resina (resine di furano e fenolo) a
pressione a temperatura ambiente e quindi riscaldarlo (ad una temperatura fino a 250 °C circa).
 Migliora resistenza e impermeabilità (ermeticità)
■■Pressatura
●●Pressatura idraulica
La pressatura isostatica a freddo (Cold Isostatic Pressing, CIP) è ampiamente accettata come
efficace metodo di stampaggio nei campi di ceramica, refrattari e metallurgia della polvere.
Possiamo eseguire lo stampaggio della polvere in varie forme applicando pressione uniforme.
■■Misurazione
●●Misurazione delle dimensioni
•• Macchina per la misurazione 3D (tipo a contatto)
Utilizziamo apparecchiature manuali, apparecchiature per la misurazione CNC automatica e
altre apparecchiature per misurare oggetti con dimensioni massime di 1.600 (X) x 3.000 (Y) x
1.200 (Z) mm. Abbiamo anche microscopi, e sonde di dimensioni massime di ø 0,5 mm
(contatto), che consentono una misurazione ad elevata precisione di varie forme
indipendentemente dalla dimensione del pezzo da lavorare.
Crysta-Apex (Mitutoyo Corporation)
Specifica
1.Intervallo di misurazione (X.Y.Z)
Dimensioni max 1600 x 3000 x
1200 mm
2.Peso max 3500 kg
3.Accuratezza (μm)
MPEE 6,0 + 5,5 L/1000
Servizi tecnici
•• Apparecchiature di misurazione delle immagini CNC (tipo non a contatto)
Eseguiamo la misurazione non a contatto utilizzando videocamere CCD e apparecchiature laser.
Ciò garantisce che non vi sia deformazione plastica del pezzo da lavorare dovuta a pressione di
misurazione, il che consente misurazioni stabili di precisione elevata.
È possibile misurare pezzi da lavorare di dimensioni massime di 1.500 x 1.750 x 100 mm (X, Y, Z).
QV ACCEL (Mitutoyo Corporation)
Specifica
1.Intervallo di misurazione (X.Y.Z)
Dimensioni max 1500 x 1750 x 100 mm
2.Peso max 50 kg
3.Accuratezza (μm)
Accuratezza di misurazione della planarità (X.Y) 3,5 + 4
L/1000
64
Toyo Tanso impiega tecnologie analitiche utilizzando un intervallo diversificato di apparecchiature di analisi per sviluppare nuovi
materiali e svolge ricerca e sviluppo nella progettazione dei materiali e in nuove applicazioni. Rispondiamo inoltre ad un’ampia
gamma di richieste dei clienti quali il miglioramento del processo di produzione, e contribuiamo inoltre all’identificazione e alla
risoluzione dei problemi. In questo modo, ci sforziamo continuamente di fornire prodotti migliori e servizi e tecnologie più
sofisticati attraverso tecnologie analitiche.
■■Analisi termica
Il materiale di grafite ha un’eccellente durabilità termica ed è spesso utilizzato in ambienti ad
elevata temperatura; è importante comprendere il modo in cui si comporta quando il calore è
applicato ad un materiale. Toyo Tanso ha un’ampia varietà di apparecchiature per analisi
termica (TMA, TG-DTA, ecc.), e può fornire dati per soddisfare le condizioni di utilizzo degli
utenti. In base a questi dati, forniamo una gamma di servizi che possono aiutare nella
selezione dei materiali tra cui: calcolo dello stress termico e analisi FEM, ecc., per la
progettazione dei componenti; analisi delle reazioni chimiche e cambiamenti di stato dovuti al
calore; e analisi dell’usura dei materiali in atmosfere ossidanti.
■■Analisi strutturale e delle superfici
Il materiale di grafite è di natura policristallina e porosa e differisce grandemente in termini di
forma delle superfici e struttura interna a causa delle differenze nelle materie prime e nei
metodi di produzione. Per selezionare e sviluppare materiali adatti all’applicazione dell’utente, è
perciò importante comprendere a fondo varie strutture. Toyo Tanso utilizza tutti i tipi di
apparecchiature di misurazione adatti a queste analisi (XRD, FE-SEM, microscopi polarizzanti,
ecc.,) a seconda dello scopo, e svolge una gamma di analisi a livello da macro a nanoscala.
■■Analisi degli elementi
Poiché i materiali di grafite possono essere realizzati con un livello elevato di purezza, sono
frequentemente utilizzati in applicazioni in cui sia necessario evitare agenti contaminanti quali
le apparecchiature per la produzione di semiconduttori. In applicazioni in cui si richiede un
elevato livello di purezza, l’analisi dei contaminanti di traccia è un importante strumento di
analisi. Toyo Tanso dispone di varie apparecchiature per l’analisi degli elementi (ICP-OES, XRF,
ecc.,) ed è pronta a rispondere alle richieste dei clienti.
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■■Proprietà fisiche
Forniamo dati sulle proprietà fisiche di base quali la resistenza alla tensione, alla compressione
e alla flessione nonché il modulo di elasticità, tutte essenziali alla progettazione di componenti/
materiali.
■■Progettazioni CAD 3D
Toyo Tanso ricrea immagini tridimensionali di prodotti su un computer tramite CAD 3D e migliora la qualità del prodotto finito
controllando i dettagli della forma prima del trattamento del prodotto. Offriamo anche il supporto nella progettazione tramite CAD
3D in base ai diagrammi schematici e alle informazioni di progettazione degli utenti.
■■Metodo degli elementi finiti (esempi di analisi FEM)
Analizzando la deformazione termica, lo stress termico, la distribuzione della densità di corrente e altri fattori in forme complesse
di prodotto utilizzando simulazioni al computer FEM dipendenti dall’ambiente, Toyo Tanso offre supporto completo dei processi di
progettazione per il miglioramento delle prestazioni dei prodotti, la riduzione dei costi, il miglioramento della velocità di sviluppo
dei prodotti, ecc.
■■Risultati dell’analisi di deformazione termica
Valore della deformazione (mm)
Componenti in tutte le direzioni
1,50
Vista complessiva
Componenti in tutte le direzioni
Stress generato
(MPa)
Vista complessiva
1,50
1,35
1,20
1,20
0,90
1,05
0,60
0,90
Vista superiore
■■Risultati dell’analisi dello stress termico
30
24
Stress di
tensione
0
0,00
0,60
Componenti nella direzione dell’altezza del riscaldatore
0,45
12
6
0,30
0,75
18
6
Stress di
compressione
12
0,30
1,0
0,15
0,8
24
0,00
0,6
30
Vista frontale
18
0,4
0,2
0,0
Densità di corrente
(A/cm2)
Vista complessiva
■■Risultati della distribuzione di densità di corrente
300
270
240
210
180
150
120
90
60
30
0
66
www.toyotanso.co.jp
Toyo Tanso Co., Ltd. http://www.toyotanso.co.jp
TOYO TANSO EUROPE S.p.A.
20877 Roncello (MB) Via Leonardo Da Vinci, 5 ITALY
Tel : 39-039-627841 Fax : 39-039-695202
http:www.toyotansoeurope.com
IT-01-01 2013

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