KARBON GRAFİT ÜRÜNLERİ Özel Grafit

Transkript

1 KARBON GRAFİT ÜRÜNLERİ (1) Tek kristal silikon üretim ekipmanı (2) Kritik plazma test ekipmanı (JT-6) * Fotoğraflar Japon Atom Enerjisi Kurumu tarafından sağlanmıştır (1) (2)

2 Ürünlerin Özellikleri Yıllar içinde endüstride artan ölçüde daha sıkı ve daha kararlı özelliklere sahip karbona olan talep arttı. Bu bağlamda Toyo Tanso, "izotropik grafit"i geliştirmede sektörümüze öncülük etmiştir. Bu grafit, Soğuk İzostatik preslemeyle (CIP) oluşturulan izotropik yapıya ve özelliklere sahip, mikro partiküllü bir malzemedir. İzotropik grafit ürünlerimiz, birçok sektörde kullanılmaktadır. Bu sektörler arasında; inovasyonun hızla yayıldığı yarı iletken endüstrisi, çevre dostu yenilenebilir enerji sektörü, hassasiyetin son derece önemli olduğu kalıp sektörü ve yüksek güvenilirliğin vazgeçilmez olduğu atom enerjisi endüstrisi bulunuyor. Üstünlüğümüz, birlikte büyüdüğümüz müşterilerimiz tarafından tanınıyor olmamız. Özel yüksek saflık teknolojimiz ile çeşitli kaplama teknolojilerimiz arasındaki sinerjistik etki, gelecekte de karbonun sınırsız potansiyelini ortaya çıkarmaya devam etmedeki liderliğimizi korumamızı sağlayacaktır. İzotropik Grafit Geleneksel grafit anizotropik olduğundan birçok uygulamadaki kullanımını kısıtlamıştır. Buna karşılık, aynı enine kesit yönündeki izotropik grafitin özellikleri açısından bir farkı yoktur ve malzemenin tasarımı ve kullanımını kolay hale getirmektedir. İzotropik Grafit ve Anizotropik Grafit İzotropik Yüksek Yoğunluklu Grafit 1 µm Yüksek Güvenilirlik İzotropik grafit, mikro partikül yapısından dolayı geleneksel grafite göre daha kuvvetlidir. Bu ise niteliklerinde küçük bir farkla son derece güvenilir bir malzeme üretmektedir. Ultra Isıl Direnç İnert bir ortamda, kararlı kullanım 2. C veya üzerindeki aşırı yüksek sıcaklıklarda bile mümkün olmaktadır. Malzeme, düşük ısıl genleşmeye ve yüksek ısıl iletkenlik katsayısına sahiptir, bu da ona düşük ısıl deformasyon, mükemmel ısıl şok direnci ve ısı dağıtım özellikleri vermektedir. Atmosferik sıcaklık 25 C'ye kadar yükseldikçe dayanıklılığının artması da özel bir niteliğidir. Mükemmel Elektriksel İletkenlik Yüksek ve mükemmel ısıl direnç, grafitin yüksek sıcaklık ısıtıcıları gibi uygulamalar için optimum malzeme olduğu anlamına gelir. Mükemmel Kimyasal Direnç Bazı kuvvetli oksitleyiciler dışında kimyasal olarak kararlıdır. Karbon, bazı metallerin korozyona uğramasına neden olan ortamlarda bile, kararlı olarak kullanılabilir. Hafif ve İşlemesi Kolay Kitle yoğunluğu, metalik malzemelerle karşılaştırıldığında düşüktür ve hafif tasarım yapılabilmesine olanak sağlar. Üstelik hassas biçimlendirme proseslerinde kolaylık sağlayan mükemmel mekanik işleme özelliklerine sahiptir. Anizotropik Grafit 1 µm İzotropik yüksek yoğunluklu grafit, geleneksel grafitten izotropik olması ve mikro partikül yapısına sahip olmasıyla farklıdır ve bu özellikleri sayesinde az bir farkla çok kuvvetli ve son derece güvenilir bir malzeme oluşturur. Bu izotropik grafit malzeme, geleneksel anizotropik grafitle ilişkili sorunları da çözer. Grafit Silikon Alüminyum Çelik Bakır Tungsten Kitle Yoğunluğu [Mg/m 3 ] 5 Bu katalogdaki hiçbir bilgi, Toyo Tanso'nun önceden onayı olmadan kullanılamaz veya çoğaltılamaz.

3 Üretim Süreci Kok/Kömür Katranı Hammadde Toz Haline Getirme ve Karıştırma Yoğurma Toz Haline Getirme ve Eleme İzostatik Presleme Pişirme Zift Empregnasyon Grafitleştirme Kaba İşleme Muayene Temizleyici Malzeme Sevkiyatı Son İşleme Halojen Gaz Saflaştırma Egzoz Gazı Kimyasal İşleme Sevkiyat Muayene Bu katalogdaki hiçbir bilgi, Toyo Tanso'nun önceden onayı olmadan kullanılamaz veya çoğaltılamaz. 6

4 Uygulama Toyo Tanso'nun özel grafit ürünleri, mükemmel performansı ve güvenilirliği açısından tanınmakta ve gündelik yaşamlarımızda önemli olan çeşitli alanlarda kullanılmaktadır. Çevre ve enerji sektörlerinde ürünlerimiz, güneş pili üretimi, atom enerjisi ve havacılık-uzay sektörlerindeki uygulamalarda kullanılmaktadır. Elektronik sektöründe, polikristalin silikon ve tek kristal silikon, beyaz LED'ler ve yüksek frekanslı aygıtlar gibi çeşitli üretim süreçleri için malzemeler sağlıyoruz. Ürünlerimizin temel uygulamaları, endüstriyel fırınlar, bakır alaşımlar için sürekli döküm kalıpları, optik elyaflar ve kalıp üretimi için EDM elektrotlarını kapsamaktadır. Çevre ve Enerji Güneş Pili ve Plaka Üretimi Atom Enerjisi: Yüksek Sıcaklık Gaz Soğutmalı Reaktör, Nükleer Füzyon Flor Elektrolizi Yakıt Hücreleri Havacılık-Uzay Yan ısıtıcı Yüksek Sıcaklık Gaz Soğutmalı Reaktör için Çekirdek Bileşen * Fotoğraflar Japon Atom Enerjisi Kurumu tarafından sağlanmıştır Nükleer Füzyon Reaktörü Plazma İlk Duvar * Fotoğraflar Japon Atom Enerjisi Kurumu tarafından sağlanmıştır Flor gaz üretimi için elektrot Elektronik Silikon Yarı İletken Üretim Uygulamaları Polikristalin silikon üretimi Tek kristal silikon üretim ekipmanı Epitaksiyal büyüme susseptörleri Plazma CVD elektrotları İyon yerleştirme Sızdırmaz kapatma jigleri Tek kristal silikon üretim ekipmanı Pota Reflektör Isıtıcı Kapatma Jigleri 7 Bu katalogdaki hiçbir bilgi, Toyo Tanso'nun önceden onayı olmadan kullanılamaz veya çoğaltılamaz.

5 Elektronik Bileşik Yarı İletken Üretim Uygulamaları Kristal Üretim Ekipmanı Parçaları MOCVD Susseptörleri LCD Panel Üretim Uygulamaları Isıtıcı Panelleri Plazmalı Dağlama Elektrodu MOCVD susseptörü Sabit Disk Üretim Uygulamaları Püskürtme Hedefleri Pankek susseptör Metalurjik Sürekli Döküm Kalıplar Mandreller Sıcak Pres Kalıplar Zımba Manşonlar Ara parçalar Sıcak Pres Kalıbı (Kesme Modeli) Sanayi Fırını Isıtıcılar Tablalar Sürekli Döküm Kalıpları Vakumda Buharlaştırma Potaları Isıtıcı Gaz Analiz Kapları Optik Elyaf Üretim Uygulamaları Isıtıcılar Muflalı Tüp Vakumda Buharlaştırma Potaları EDM Elektrotları EDM Elektrotları Bu katalogdaki hiçbir bilgi, Toyo Tanso'nun önceden onayı olmadan kullanılamaz veya çoğaltılamaz. 8

6 Özellik Verisi Tipik Özellikleri Kalite Kitle Yoğunluğu Sertlik Elektriksel Direnç Eğilme Dayanımı Sıkıştırma Mukavemeti Çekme Dayanımı Young Modülü Isıl Genleşme Katsayısı Isıl İletkenlik Standart Boyut Mg/m 3 HSD μω m MPa MPa MPa GPa 1-6 /K W/(m K) (mm) IG-11 1, , ,8 4, x 62 x 1 41 x 41 x 24 D585 x 15 IG-12 1, , ,8 4, x 62 x 1 D585 x 15 IG-15 1,9 6 9, ,8 4, x 62 x 1 IG-19 1, , ,5 4,6 8 D585 x x 62 x 1 IG-43 1, , ,8 4, x 54 x 85 IG-45 1, , , 4, x 54 x 85 IG-56 1, , ,3 4, x 62 x 15 D115 x 56 IG-7 1, , ,8 4, x 62 x 1 D46 x 15 ISEM-1 1, , ,8 4, x 62 x 1 ISEM-2 1, , ,8 4, x 62 x 1 ISEM-3 1,85 6 1, ,8 5, x 62 x 1 ISEM-8 1, , ,1 5, x 62 x 15 ila 12 ISO-63 1, , , 5, x 54 x 1 ISO-66 1, , ,6 7, x 45 x 85 ISO-68 1, , ,2 5, x 54 x 1 TTK-5 1,8 7 13, ,5 5, x 62 x 1 23 x 54 x 1 TTK-4 1, , ,9 5, 9 21 x 51 x 95 TTK-5 1, , ,6 5, x 51 x 95 TTK-8 1, , , 5, x 4 x 7 TTK-9 1, , , 5, x 4 x 7 SIC-6 1,85 6 1, ,8 5, x 62 x 1 SIC-12 1, , ,8 5, 8 35 x 62 x 1 HPG-51 1, , , 5, x 51 x 95 HPG-53 1, , ,8 5, x 51 x 95 HPG-59 1, , ,7 5, x 5 x 95 HPG-81 1, , ,2 5, x 4 x 7 HPG-83 1, , ,3 5, x 4 x 7 * Yukarıdaki rakamlar tipik değerlerdir ve garantili değildir. * Isıl genleşme katsayısı için ölçüm sıcaklığı aralığı 35 ila 45 C arasındadır. * Birim dönüştürme: μω m=μω cm,1 MPa=kgf/cm 2,98 GPa=kgf/mm 2,98 W/(m K)=kcal/h m C 1,16 * Yukarıda açıklananlara ek olarak diğer ürün boyutları da mevcuttur. Ayrıntılar için Toyo Tanso ile iletişime geçin. Safsızlık Analiz Örneği Birim: kütle ppm İçerik İçerik Element Ultra Yüksek Yüksek Saflıkta Ölçüm Yöntemi Element Ultra Yüksek Yüksek Saflıkta Ölçüm Yöntemi Normal Grafit Normal Grafit Saflıkta Grafit Grafit Saflıkta Grafit Grafit Li <,1 <,1 <,3 ICP-MS V <,1,18 4 ICP-MS B,1,15 3 ICP-MS Cr <,4,6 <,3 ICP-MS Na <,2 <,2 <,5 ICP-MS Mn <,1 <,1 <,2 ICP-MS Mg <,1,4,2 ICP-MS Fe <,2,6 26 ICP-MS Al <,1,12 14 ICP-MS Co <,1 <,1 <,3 ICP-MS Si <,1 <,1 2 UV Ni <,1,6 4 ICP-MS K <,3,4 2 FL-AAS Cu <,2 <,2 <1 ICP-MS Ca <,1,8 6 FL-AAS Zn <,2 <,2 <,6 ICP-MS Ti <,1 <,1 33 ICP-MS Pb <,1 <,1 <1 ICP-MS * Yukarıdaki rakamlar, fiili ölçüm örnekleridir ve garantili değildir. * ICP-MS: Endüktif Kuplajlı Plazma Kütle Spektrometresi, FL-AAS: Alevsiz Atomik Absorpsiyon Spektrometresi, UV: Absorpsiyon Spektrofotometresi. * Normal grafitin katışkı içeriği, yaklaşık olarak 4 kütle ppm'dir, buna rağmen yarı iletken endüstrileri gibi uygulamalar için daha yüksek bir saflık gerekmektedir. Toyo Tanso olarak, grafiti müşterilerimizin istediği kütle ppm düzeylerine saflaştırmak için yüksek sıcaklıkta halojen işlemini kullanabiliyoruz. 9 Bu katalogdaki hiçbir bilgi, Toyo Tanso'nun önceden onayı olmadan kullanılamaz veya çoğaltılamaz.

7 Kimyasal Özellikler Çeşitli Maddelerle İlk Reaksiyon Sıcaklıkları * Diğer yayınlardan alınmıştır Tepken Başlangıç Reaksiyon Sıcaklığı Alüminyum 8 C Al4C3 Bor 16 C B4C Reaksiyon Bileşiği Demir 6 ila 8 C Fe3C Ara kesme bileşiği Sodyum 4 ila 45 C C64Na (O2 varken) Kobalt 218 C CoC, Co3C Molibden 7 C Mo2C Nikel 131 C Ni Ni'de Karbonlaşan Silikon 115 C SiC Bakır Magnezyum Kurşun Kalay Tungsten 14 C W2C, WC (hidrojende) Diğer arakatman Potasyum 3 C C8K bileşikler Lityum 5 C Li2C2 Berilyum 9 C Be2C (vakumda veya He'de) Bor oksit 12 C CO, B Vanadyum oksit (V) 438 C CO, V Demir oksit (III) 485 C CO, Fe Titanyum oksit (IV) 93 C CO, Ti, TiC Silikon dioksit 125 C CO, Si, SiC Alumina 128 C CO, Al, Al4C3 Berilyum oksit 96 C CO, Be, Be2C Magnezyum oksit 135 C CO, Mg Zirkonyum oksit (IV) 13 C CO, Zr, ZrC Buhar Basıncı * Diğer yayınlardan alınmıştır Buhar Basıncı [Pa] atm=1,1 1 5 Pa Grafit, 2.2 C'nin altındaki sıcaklıklarda son derece kararlı bir malzemedir. Buna rağmen buhar basıncı, yüksek sıcaklıklarda ve yüksek vakumlarda artmaktadır, bu yüzden grafitin hızlanan aşınmasına dikkat edilmelidir. Termal Desorpsiyon Spektrumu (TDS) Toplam Basınç [Pa/g] Isıtma Hızı: 1K/s Test Parçası Boyutları: (mm) IG-11 IG-11 IG-11U Grafit, yüksek sıcaklıklardayken absorbe gaz salar. Yarı iletken endüstrisi gibi bazı uygulamalarda az gaz salan, son derece saflaştırılmış veya ultra yüksek saflaştırılmış grafit kullanılmaktadır. Çeşitli Atmosfer/Gaz türleriyle Reaktivite * Diğer yayınlardan alınmıştır Atmosfer/ Gazlı türler İlk Reaksiyon Sıcaklıkları/ Reaksiyon Sıcaklıkları Oluşum fenomeni veya Üretilen Bileşik Hava 42 ila 46 C Oksidasyon/CO, CO2 Yüksek saflıkta grafit durumunda yaklaşık 1 C yüksek Oksijen (O2) 42 ila 46 C Oksidasyon/CO, CO2 Normal sıcaklıkta atomik oksijenle tepkimeye girer Buhar (H2O) Yaklaşık 65 C Oksidasyon/CO, CO2, H2 Karbon dioksit (CO2) Yaklaşık 9 C Oksidasyon/CO Hidrojen (H2) Yaklaşık 7 C Metanlaşma/CH4 Daha yüksek sıcaklıkta C2H2, C2H4, C2H6 veya benzerini üretir Nitrojen (N2) Klor (Cl2) Oda sıcaklığı üzerinde inert Oda sıcaklığı üzerinde inert Süblimasyon Süblimasyon Notlar Tahliye sırasında ve 27 C yüksek basınçlı N2 atmosferde siyanojenc2n2 üretir C'ye göre düşük sıcaklıkta arakatman bileşiğini üretir Flor (F2) 42 ila 19 C Florinasyon/CF Sıcaklığa kadar CF4, C2F6 ve benzerini üretir Argon (Ar) Herhangi bir sıcaklıkta inert Süblimasyon Vakum Süblimasyon Yüksek sıcaklık ve vakum atmosferde kolay süblimleşir Oksitleyici bir ortamda grafit oksijenle nispeten düşük sıcaklıkta tepkimeye girer. Buna karşılık oksitleyici olmayan bir ortamda grafit kimyasal, termal olarak son derece kararlı bir malzemedir ve bu özellikleri sayesinde çeşitli uygulamalarda kullanıma uygundur. Bu katalogdaki hiçbir bilgi, Toyo Tanso'nun önceden onayı olmadan kullanılamaz veya çoğaltılamaz. 1

8 Özellik Verisi Yüksek Sıcaklık Özellikleri Elektriksel Direnç 2 Dayanımlar (IG-11) 12 Elektriksel Direnç [μω m] IG-19 IG-56 IG-11 Mukavemet [MPa] Sıkıştırma Mukavemeti Eğilme Dayanımı Çekme Dayanımı Isıl karakteristiği kaliteden kaliteye değiştiğinden elektriksel direnç katsayısı, bir ısıtma elemanı için kalite seçilirken dikkatlice incelenmelidir. Grafitin yüksek sıcaklıklı uygulamalarda vazgeçilmez olmasını sağlayan benzersiz niteliğiyse, sıcaklık artışıyla birlikte (2.5 C'ye kadar) dayanımının da artmasıdır. Dayanımı, oda sıcaklığındakinin yaklaşık iki katına kadar düzeylere ulaşır. Lineer Isıl Genleşme Lineer Isıl Genleşme [%],8,7,6,5,4,3,2,1 ISO-66 ISO-68 IG-11 Isıl İletkenlik 14 Isıl İletkenlik Katsayısı [W/(m K)] IG-12 IG-15, IG-43 IG-11 Lazer flaş ölçümü kullanarak Kurşun Alüminyum Bakır Paslanmaz Demir Cam Grafit Bakır Alüminyum Grafit Demir Kurşun Paslanmaz Isıl Genleşme Katsayısı [1-6 /K] Genel metallerle karşılaştırıldığında grafitin ısıl genleşme katsayısı son derece düşüktür. Bunun sonucunda yüksek sıcaklıklı uygulamalarda kullanıldığında boyutsal hassasiyet epey kararlıdır Isıl İletkenlik [W/(m K)] Grafitin termal iletkenliği oldukça yüksek olup ısıl genleşme katsayısı ise son derece düşüktür. Bu nitelikleri onun üstün termal şok direncine katkı yapmaktadır. Grafitin oda sıcaklığında termal iletkenliği ile elektriksel direnci arasındaki ilişki aşağıdaki gösterilmiştir. Referans: (1-6 /K) Isıl Genleşme Katsayısı = Lineer Isıl Genleşme (%) 1-2 Sıcaklık Farkı ( C), Isıl İletkenlik [W/(m K)] = Elektriksel Direnç (μω m) 11 Bu katalogdaki hiçbir bilgi, Toyo Tanso'nun önceden onayı olmadan kullanılamaz veya çoğaltılamaz.

9 Özgül Isı Isıl Difüzyon Katsayısı 2,5 1,4 Özgül Isı [J/(g K)] 2, 1,5 1, Isıl Difüzyon Katsayısı [m 2 /s 1-4 ] 1,2 1,,8,6,4,2, Kristallerinin anizotropik doğasından dolayı grafitin oda sıcaklığındaki özgül ısısı, genel katıların özgül ısısının 1/3'ü düzeyinde kalmaktadır. Özgül ısı değeri, çeşitli termodinamik fonksiyonlarda önemlidir. Yüksek sıcaklıklarda özgül ısı değerleri, grafit kalitesine bakmaksızın benzerdirler. Yayınırlık Bu grafik, sıcaklık yükselişi ne kadar fazlaysa ısının o kadar hızlı iletildiğini göstermektedir. Grafitin ısıl difüzyonu, diğer malzemelere göre üstündür. Referans: = Isıl Difüzyon Katsayısı Isıl İletkenlik Özgül Isı x Yoğunluk 1 Yayınırlık [%] IG-61U Fiziksel Özellikleri Gerilim-Gerinim Eğrisi (IG-12) Gözenek Dağılım Eğrisi Gerilim [MPa] Sıkıştırma Gerginlik Kümülatif Gözenek Hacmi [mm 3 /g] IG-11 ISO Gerinim [%],1,5,1,5 1 1,8 5 Gözenek Yarıçapı [μm] Grafit genellikle elastik-plastik deformasyonu gösterir. Kırılma davranışı, gerginlik ve sıkıştırma altında farklıdır, bu yüzden dikkatli olunmalıdır. Bu, cıva nüfuz yöntemi üzerinden gözenek dağılımını göstermektedir. Gözenek dağılımının grafitin gaz geçirgenliği ve diğer özgün özellikleriyle yakın bir ilişkisi vardır. Kümülatif gözenek hacminin yarı pozisyonu, ortalama gözenek yarıçapını gösterir. Örnek: IG-11 için 8/2 = 4 mm 3 /g 1,8 μm Bu katalogdaki hiçbir bilgi, Toyo Tanso'nun önceden onayı olmadan kullanılamaz veya çoğaltılamaz. 12

10 Ry12 Ry3 İşleme Yüzey Pürüzlülüğü Standartları Karbonlu ürünler gözenekli olduğundan metale eşdeğer olan bir yüzey düzlüğü elde etmek zordur. Sağdaki tablo, "Yüzey Düzlüğü Simgesi" ile yüzey pürüzlülüğü standartları Ry ve Ra ve Rz uyuşmasını gösteriyor. Yüzey Pürüzlülüğü Standartları Bitirme Simgesi (Referans için) Karbon için İşleme Yüzey Pürüzlülüğü Bitirme Yöntemi Metal için İşleme Yüzey Pürüzlülüğü Ry Ra Rz Ry Ra Rz,75 Rz3 Honlama Taşlama Ry,8,2 Rz,8 3, Rz12 Taşlama Torna Freze Ry6,3 1,6 Rz6,3 Ry35 8,75 Rz35 Torna Freze Ry25 6,3 Rz25 Ry1 25 Rz1 Torna Freze Ry1 25 Rz1 Belirli bir standart yok Testere Belirli bir standart yok * 3,, Ra 3, mikrometrenin maksimum olduğunu ifade ediyor. İşleme Boyut Toleransı Eğer tolerans müşteri çiziminde belirtilmemişse JIS B 45 orta kaliteyi uygulayın. Boyut Tolerans Standartları Nominal Boyut Kategorisi Tolerans,5 veya üzeri 6 veya düşük ±,1 6'yı geçen 3 veya düşük ±,2 3'u geçen 12 veya düşük ±,3 12'yi geçen 4 veya düşük ±,5 4'ü geçen 1 veya düşük ±,8 1'ü geçen 2 veya düşük ±1,2 Birim: mm * Yukarıdaki bilgi, grafit Japonya'da Toyo Tanso tarafından işlendiğinde geçerlidir. Toyo Tanso, gereksinimlerinize uyan çok çeşitli karbon ve grafit kalitelerine sahiptir. Ürünlerimizden birini fiilen kullanmadan önce lütfen en uygun kaliteyi seçme konusunda danışmak için satış departmanımızla iletişime geçin. 13 Bu katalogdaki hiçbir bilgi, Toyo Tanso'nun önceden onayı olmadan kullanılamaz veya çoğaltılamaz.