I prodotti sono ampiamente installati sulle flange del corpo del forno, sull'albero di trasmissione, sui componenti del campo termico, sulla periferia del crogiolo, sulla struttura di deviazione e sul giunto della porta del forno. In base alla loro funzione si classificano in cinque categorie: anelli di supporto, anelli di guida, anelli di tenuta, anelli di isolamento termico e anelli di pressione.
Modello specializzato per forni a vuoto: si concentra su purezza ultra-elevata, emissioni di gas estremamente basse e tasso di perdita basso, adatto per ambienti ad alto vuoto ed elimina completamente la contaminazione da impurità del pezzo all'interno del forno;
Modello generale ad alta-temperatura: si concentra su una resistenza al calore estremamente elevata, resistenza allo shock termico e resistenza all'erosione chimica, adatto per atmosfere inerti e condizioni di lavoro ad alta-temperatura di ossigeno-contenente ossigeno a breve termine.
Condizioni operative normali: grado di vuoto da 10−3 a 10−6 Pa; La temperatura di funzionamento a lungo-termine in un'atmosfera di vuoto/argon/azoto è compresa tra 1800 e 2200 gradi; La grafite non rivestita ha una temperatura inferiore o uguale a 450 gradi in un ambiente atmosferico, mentre il modello rivestito in SiC/BN può resistere a temperature atmosferiche fino a 1800 gradi.
Anello di supporto: sostiene il crogiolo di grafite, la copertura isolante, l'elemento riscaldante e altri componenti del campo termico, sostiene il carico e li posiziona, prevenendo la deformazione ad alta-temperatura;
Anello di guida: vincola lo spostamento radiale dell'asta di cristallo, dell'asta di trasmissione e del meccanismo di sollevamento, garantendo coassialità e stabilità di funzionamento;
Anello di tenuta: Separa il gas all'interno e all'esterno del forno, mantiene il grado di vuoto del corpo forno, suddiviso in tenuta statica (flangia/porta forno) e tenuta dinamica (albero di trasmissione);
Anello di isolamento termico: blocca la radiazione e la conduzione del calore, riduce la differenza di temperatura del corpo del forno, riduce l'aumento di temperatura dell'involucro del forno, risparmia energia e riduce i consumi;
Anello di pressione/Anello di bloccaggio: preme lo strato isolante e la guarnizione di tenuta, fissa l'intera struttura del campo termico.
Principali classificazioni dei materiali e scenari applicabili
Anello in grafite di pressatura isostatica ad elevata-purezza (per applicazioni di vuoto-di fascia alta)
È formato mediante pressatura isostatica a freddo, con contenuto fisso di carbonio maggiore o uguale al 99,95% (4N) / 99,999% (5N). I grani cristallini sono fini, la struttura è isotropa e la porosità è estremamente bassa. Il volume di scarico del vuoto è estremamente basso, non vengono precipitate impurità, la precisione dimensionale e la stabilità termica sono le migliori. Viene utilizzato principalmente in apparecchiature di fascia alta-come semiconduttori, forni fotovoltaici a cristallo singolo e forni per trattamento termico a vuoto ultra-alto.
Anello di grafite densa impregnata (modello generale industriale)
Il blocco di grafite di base è impregnato e sigillato con resina/asfalto per bloccare i micro-pori, migliorando significativamente la tenuta all'aria e la capacità anti-permeazione. Ha prestazioni ad alto costo. È adatto per forni di sinterizzazione sotto vuoto convenzionali, forni di tempra, forni per metallurgia delle polveri ed è il modello generale più comunemente utilizzato nel campo industriale.
Principio di funzionamento
Supporto strutturale: utilizzando le caratteristiche di alta densità ed elevata resistenza della grafite, può sopportare e posizionare stabilmente carichi ad alte temperature, mantenendo la concentricità della struttura dell'apparecchiatura;
Sigillatura sotto vuoto: il substrato denso di grafite combinato con il processo di impregnazione sigilla i micropori, riducendo il tasso di permeabilità al gas e, in combinazione con la struttura flessibile, ottenendo una sigillatura sotto vuoto a lungo- termine;
Controllo del campo termico: sfruttando l'elevata conduttività termica e le caratteristiche di bassa espansione della grafite, è possibile bilanciare il campo di temperatura all'interno del forno, bloccando al contempo il trasferimento di calore, ottenendo isolamento e conservazione del calore;
Protezione pulita: il materiale ad altissima-purezza non volatilizza né rilascia impurità metalliche alle alte temperature, proteggendo il pezzo dalla contaminazione;
Self-lubricating dynamic sealing: The natural layered self-lubricating property of graphite, in a vacuum environment, no lubricating oil is required, and the transmission components will not cold weld or bite together.
Caratteristiche prestazionali principali
Vantaggi principali generali (rispetto ad accessori in gomma, PTFE e metallo)
Resistenza al calore estremamente elevata, con stabilità termica estremamente elevata
Resistenza alla temperatura a lungo-termine di 1800~2200 gradi in vuoto/atmosfera inerte, con una temperatura massima a breve-termine che raggiunge i 2800 gradi; coefficiente di dilatazione termica estremamente basso, nessuna deformazione, fessurazione o scorrimento in caso di riscaldamento e raffreddamento ripetuti o grave shock termico.
Confronto: la gomma e il PTFE hanno una resistenza alla temperatura massima di soli 200 gradi circa e si carbonizzano rapidamente e si guastano alle alte temperature; Gli accessori metallici si ammorbidiscono, si deformano e subiscono una deformazione permanente superiore a 600 gradi.
Caratteristiche prestazionali principali
Auto-lubrificante e anti-aderente, funzionamento regolare delle guarnizioni dinamiche
La grafite possiede naturalmente proprietà auto-lubrificanti. In un ambiente sotto vuoto-privo di olio, l'albero di trasmissione e le parti mobili non si saldano a freddo né si attaccano tra loro, presentano un'usura minima e riducono significativamente i tassi di guasto delle apparecchiature e i costi di manutenzione.
Eccezionale resistenza agli shock termici, lunga durata
Può resistere a frequenti cicli termici di 20 gradi ↔1600 gradi, con più di 50 cicli senza crepe o problemi di formazione di scorie; assenza di difetti di invecchiamento o indurimento di gomma o materiali plastici. Mantiene prestazioni stabili in condizioni di temperatura-elevata-a lungo termine e prevede un ciclo di sostituzione molto più lungo rispetto agli accessori tradizionali.
Guida alla selezione semplice
Ultra-vuoto elevato (10−5∼10−6 Pa) + semiconduttore/processo fotovoltaico ad alta-purezza → Anello in grafite isostatica ad alta-purezza 5N
Forno industriale convenzionale sotto vuoto, forno di sinterizzazione (10−3∼10−4 Pa) → anello di grafite densa impregnato
Condizioni di alta-temperatura, contatto a breve-termine con l'aria, soggetti a ossidazione/scenari adesivi → Anello in grafite rivestito in SiC/BN
Porta del forno, flangia di grande-diametro, principalmente per esigenze di tenuta → anello flessibile in grafite
| Articolo | Anello in grafite isostatica ad alta-purezza | Anello in grafite impregnata | Anello in grafite rivestita in SiC/BN | Anello flessibile in grafite | Condizione di prova |
|---|---|---|---|---|---|
| Carbonio fisso | Maggiore o uguale a 99,95% / 99,999% | Maggiore o uguale al 99,9% | Maggiore o uguale al 99,95% | Maggiore o uguale al 98,5% | Temp. ambiente |
| Densità apparente (g/cm³) | 1.85 ~ 1.95 | 1.75 ~ 1.85 | 1.88 ~ 1.92 | 1.10 ~ 1.40 | Temp. ambiente |
| Porosità apparente | Inferiore o uguale all'1,5% | Inferiore o uguale al 3,0% | Inferiore o uguale all'1,5% | - | RT |
| Contenuto di cenere | Inferiore o uguale a 10 ~ 50 ppm | Inferiore o uguale a 100 ppm | Inferiore o uguale a 50 ppm | Inferiore o uguale a 500 ppm | RT |
| Temp. continua (Vuoto/Inerte) | 2200 gradi | 2100 gradi | 2200 gradi | 1800 gradi | Ar/N₂ |
| Temp. massima (Aria) | Inferiore o uguale a 450 gradi | Inferiore o uguale a 420 gradi | Inferiore o uguale a 1800 gradi | Inferiore o uguale a 380 gradi | Atmosfera |
| CTE (25~1500 gradi) | 4,0 ~ 4,8×10−6/grado | 4,2 ~ 5,0×10−6/grado | 4,1 ~ 4,9×10−6/grado | 4,5 ~ 5,2×10−6/grado | / grado |
| Tasso di perdita di gas | Minore o uguale a | Minore o uguale a | Minore o uguale a | Minore o uguale a | Alto vuoto |
| Resistenza alla flessione (MPa) | Maggiore o uguale a 45 | Maggiore o uguale a 30 | Maggiore o uguale a 42 | - | RT |
| Granulometria | Inferiore o uguale a 10 μm | Inferiore o uguale a 15 μm | Inferiore o uguale a 10 μm | - | RT |
| Tolleranza di lavorazione | ±0,01 mm | ±0,02 mm | ±0,01 mm | - | RT |
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