PRODOTTI IN GRAFITE DI CARBONIO
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PRODOTTI IN GRAFITE DI CARBONIO
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. PRODOTTI IN GRAFITE DI CARBONIO 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 Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. 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 Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. 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 * Fotografie fornite dall’Agenzia giapponese per l’energia atomica Componente fondamentale del reattore ad alta temperatura raffreddato a gas * Fotografie fornite dall’Agenzia giapponese per l’energia atomica 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 Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. ■■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 Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. 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 Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. ■■Proprietà chimiche ■■Temperature di reazione iniziali con varie sostanze ■■Pressione del vapore *Estratto da altre pubblicazioni *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 *Estratto da altre pubblicazioni 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. Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. 10 Dati sulle proprietà ■■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 Esempio di misurazione 0 Resistenza alla compressione Resistenza alla trazione Esempio di misurazione 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 Esempio di misurazione 0,1 0 0 500 Usando una misurazione laser flash. 120 IG-15, IG-43 100 IG-11 80 IG-12 60 40 1000 Esempio di misurazione 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. Conduttività termica [W/(m·K)] = 0,13 × 104 Resistività elettrica (μΩ·m) Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. ■■Calore specifico ■■Coefficiente di diffusività termica Coefficiente di diffusività termica [m2/s·10-4] 1,4 2,0 1,5 1,0 Esempio di misurazione 0,5 0 500 1000 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0 1500 Esempio di misurazione 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 Esempio di misurazione 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 Esempio di misurazione 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. Esempio di misurazione 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/g1,8 μm Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. 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 Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. PRODOTTI IN GRAFITE DI CARBONIO 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 Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. Processo di produzione 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 Lavorazione di finitura Scrubber Gas di scarico Gas alogeno Depurazione Spedizione Ispezione Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. 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 Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. ■■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 Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. 18 Dati sulle proprietà ■■Proprietà tipiche 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 *I dati riportati corrispondono ai valori tipici e non sono garantiti. 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 Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. ■■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 Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. 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 Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. PRODOTTI IN GRAFITE DI CARBONIO 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. ■■Ottima resistenza chimica 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 Densità apparente [Mg/m3] 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 Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. Processo di produzione 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 Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. 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 Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. Dati sulle proprietà ■■Proprietà tipiche 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 *I dati riportati corrispondono ai valori tipici e non sono garantiti. *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. Esempio di misurazione 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. Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. 26 Dati sulle proprietà ■■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 Esempio di misurazione Pressione di chiusura 20 MPa 0,03 0,02 0,01 Pressione di chiusura 30 MPa Esempio di misurazione 0,5 1 2 5 10 20 50 100 200 0 0,1 500 Sollecitazione alla compressione [MPa] Eccellente compressibilità/recupero Esempio di misurazione 300 200 100 0,5 1,0 Esempio di misurazione 5 La resistività elettrica è indipendente dallo spessore e dal grado del foglio. 0 1,5 0 Resistività elettrica [μΩ·m] Conduttività termica [W/(m·k)] 6 4 La conduttività termica è indipendente dallo spessore e dal grado del foglio. 1,0 1,5 Densità [Mg/m ] La resistività elettrica è indipendente dallo spessore e dal grado del foglio. 1500 Esempio di misurazione 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 Conduttività termica [W/(m·K)] 400 I prodotti ad alta densità hanno una conduttività termica estremamente elevata. 27 1,5 <Perpendicolare alla superficie> 2000 Esempio di misurazione 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 Resistività elettrica [μΩ·m] PERMA - FOIL™ Conduttività termica [W/(m·k)] La conduttività termica è indipendente dallo spessore e dal grado del foglio. 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] Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. 1,5 ■■Spettro di desorbimento termico (TDS) ■■Emissività 100 10 -1 Esempio di misurazione 80 10-2 PF-38 Emissività [%] Pressione totale [Pa/g] Esempio di misurazione 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 Esempio di misurazione * 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. ■■Esempio di analisi delle impurità 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 Aumento dello spessore Aspetto 85 °C (6 ore di immersione) Aumento di peso Acido nitrico 50 °C (30 giorni di immersione) Aumento dello spessore Acido solforico Concentrazione (% massa) Sostanza chimica Temperatura ambiente (30 giorni di immersione) Efficacia dello schermo [dBμV/m] ■■Resistenza chimica 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. Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. 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 Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. PRODOTTI IN GRAFITE DI CARBONIO 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] ■■Ottima resistenza chimica 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 applicazioni meccaniche ■■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 Acciaio inossidabile 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 Densità apparente [Mg/m3] 31 Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. 20 Processo di produzione 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 Prodotti in carbonio per applicazioni meccaniche Pressatura isostatica Ispezione Ispezione Lavorazione di finitura Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. 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 Prodotti in carbonio per applicazioni meccaniche 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 Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. ■■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 Prodotti in carbonio per applicazioni meccaniche 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 Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. 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. Prodotti in carbonio per applicazioni meccaniche ■■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.). 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. 35 Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. 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 Prodotti in carbonio per applicazioni meccaniche Grafite di carbonio impermeabile Grado *I dati riportati corrispondono ai valori tipici e non sono garantiti. *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 Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. 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 Per produzione in massa a carico ridotto Per produzione in massa a carico elevato Per carichi ridotti Per carichi elevati Per produzione in massa a carico ridotto Per produzione in massa a carico 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 Prodotti in carbonio per applicazioni meccaniche 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 Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. 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 Per produzione in massa a carico ridotto Per produzione in massa a carico elevato Per carichi ridotti Per carichi elevati Lubrificati Guarnizioni per alberi Non lubrificati Compressori Sede delle valvole Giunti Palette Prodotti in carbonio per applicazioni meccaniche * ···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 del grado più appropriato. Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. 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 Prodotti in carbonio per applicazioni meccaniche 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 Concentrazione (% massa) Non impregnato 100 Cl2 Legato a resina Temperatura NH3 Cloro (gas) Grafite Concentrazione (% massa) Ammoniaca (gas) Acido cromico 39 Composizione Formula chimica Nome chimico Grafite di carbonio Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. PRODOTTI IN GRAFITE DI CARBONIO Spazzole in 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 Acciaio inossidabile 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. Spazzole in carbonio Carbonio Silicio Alluminio Acciaio Rame Tungsteno 0 5 10 15 Densità apparente [g/cm3] 41 Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. 20 Processo di produzione 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 Spazzole in carbonio 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 Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. 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 Spazzole in carbonio Treni elettrici ■■Applicazione automobilistica Automobili Energia eolica Carrelli elevatori 43 Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. ■■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 Spazzole in carbonio 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. Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. 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 Spazzole in carbonio 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 Buona resistenza all’usura. Idonea per motori a collettore trifase. Buona resistenza all’usura. 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 Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. 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 Velocità Densità di 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 Caratteristiche/Applicazioni 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. Spazzole in carbonio 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) *I numeri suddetti corrispondono ai valori tipici e non sono garantiti. Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. 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 Velocità Densità di periferica corrente massima massima V m/s A/cm2 M VL 20 12 40 M VL 20 15 84 M VL 20 22 Caratteristiche/Applicazioni 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) *I numeri suddetti corrispondono ai valori tipici e non sono garantiti. Composizione Grado Densità apparente Durezza Resistività elettrica Caduta di Resistenza tensione alla Coefficiente da flessione di attrito contatto Velocità Densità di 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 Caratteristiche/Applicazioni 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. Spazzole in carbonio Buona prestazione di commutazione. Idonea per pulitrici da 200-240 V. Buone prestazioni 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) *I numeri suddetti corrispondono ai valori tipici e non sono garantiti. 47 Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. 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 Velocità Densità di periferica corrente massima massima Caratteristiche/Applicazioni 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 Idonea per piccoli elettroutensili e centrifughe. Stampabile con cavetto mediante pressa fino alla dimensione massima di L15 mm. 10 Idonea per piccoli elettroutensili e centrifughe. Stampabile con cavetto mediante pressa fino alla dimensione massima di L15 mm. Migliore effetto di insonorizzazione e adeguamento della pellicola rispetto al C-2. 10 Idonea per piccoli elettroutensili e centrifughe. Stampabile con cavetto mediante pressa fino alla 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 pulitrici da 200-240 V. Buone prestazioni di commutazione. Idonea per elettroutensili da 200-240 V e lavatrici. Spazzole in carbonio 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) *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 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. Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. 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 Spazzole in carbonio C5 Tubo di rame (due) Rivettatura C6 Romboide segmentato 49 Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. ■■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. Spazzole in carbonio Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. 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 Diametro del filo 0,08 mm Diametro del filo 0,10 mm Corrente consentita +15% -10% Spazzole in carbonio 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 Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. ■■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 Spazzole in carbonio 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. Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. 52 53 PRODOTTI IN GRAFITE DI CARBONIO 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 ™ ■■Esempio di analisi delle impurità 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. Esempio di misurazione 80 1 Emissività [%] Prodotti per il trattamento delle superfici 100 ■■Permeabilità ai gas Esempio di misurazione 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 Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. 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 Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. 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. ■■Esempio di analisi delle impurità 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 Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. ■■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 Esempio di misurazione -0,05 10-6 1600 1800 2000 2200 2400 Temperatura [°C] Esempio di misurazione 0,5 Grafite del substrato 0,3 CVD-SiC 0,2 0,1 200 400 600 800 500 800 200 Esempio di misurazione 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 [%] Esempio di misurazione 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 Esempio di misurazione 80 70 10-10 10-12 0 20 40 60 Spessore del rivestimento [μm] 80 60 0 500 1000 1500 2000 Temperatura [°C] Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. 58 Nuovi prodotti sviluppati 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. Nuovi prodotti sviluppati Aspetto del prodotto Immagine con sezione trasversale SEM 59 Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. ■■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. Aspetto del prodotto Immagine con sezione trasversale SEM ■■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. Aspetto del prodotto Immagine con sezione trasversale SEM ■■Compositi metallo/carbonio KLASTA MATE™ Nuovi prodotti sviluppati 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. Aspetto del prodotto Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. 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. Aspetto del prodotto 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. Nuovi prodotti sviluppati Esempio di applicazione per separatore per cella di carburante 61 Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. 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 Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. 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 Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. ■■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 Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. 64 Tecnologie analitiche 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. Tecnologie analitiche 65 ■■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. Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. ■■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 Valore della deformazione (mm) 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 Valore della deformazione (mm) 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 Tecnologie analitiche ■■Risultati della distribuzione di densità di corrente 300 270 240 210 180 150 120 90 60 30 0 Nessuna informazione nel presente catalogo può essere utilizzata o riprodotta senza il consenso di Toyo Tanso. 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