SILCO s.r.l Torino

Le attrezzature che oggi Vi presentiamo sono frutto di un’esperienza più che ventennale nel trattamento ad alte temperature, sotto vuoto o in atmosfera inerte, quali brasatura, tempra e cementazione in bassa pressione, a temperature comprese fra 700°C e 1300°C .
I risultati della nostra ricerca hanno trovato conferma in un’ampia sperimentazione pratica, con materiali sempre più avanzati e coerenti con i mutamenti dell’ingegneria spaziale, aeronautica, automobilistica e meccanica di precisione.

COMPOSITI CARBONIO/CARBONIO IN 3D (SEPCARB®)

Questi compositi termostrutturali sono caratterizzati da estrema leggerezza, lunga durata (più di 1500 cicli di trattamento termico), eccellente resistenza allo shock termico e alla corrosione e stabilità delle proprietà meccaniche fino a 2700°C. Ne consegue una straordinaria efficacia in un sempre crescente numero di applicazioni, anche a condizioni estreme. L’assenza di creep e la scarsa dilatazione termica dei Sepcarb® e dei CMC consentono la realizzazione di rulli particolarmente adatti alla movimentazione di nastri d’acciaio nelle linee di ricottura in continuo. Oltre all’inerzia meccanica e termica nettamente inferiore a quella dei loro omologhi metallici, i rulli così ottenuti non si deformano sotto l’effetto dei gradienti termici e del creep, assicurando una gestione eccellente dello scorrimento del nastro.
Nel caso di pareti di macchine a fusione nucleare, i Sepcarb® rispondono alle sollecitazioni indotte dai flussi termici ciclici di molte microonde. Altissimi livelli di conduttività termica e resistenza meccanica caratterizzano alcune direzioni preferite nei componenti prodotti.

SVILUPPO DEL PREFORMATO IN FUNZIONE DEL PROCESSO PRODUTTIVO

I preformati in 2D, 2,5D, 3D, nD sono frutto di una profonda conoscenza delle fibre e delle strutture. L’ottimizzazione del prodotto si ottiene variando opportunamente i parametri dei preformati in funzione di ogni specifica applicazione (scelta delle fibre, tipo e composizione, deformazione, struttura).
Per sfruttare al meglio le proprietà dei materiali, i preformati possono essere densificati utilizzando le matrici più adatte (carbonio, carburo di silicio…) con tre diversi processi (resina, pece, immissione di vapori chimici CVI) e/o qualsiasi combinazione di essi.

1 – COMPOSITI CARBONIO-CARBONIO: SEPCARB®

Le fibre di carbonio sono ottenute mediante la carbonizzazione e grafitizzazione di un preparato organico a base di rayon o PAN con diverse disposizioni delle fibre (fig 1) : fibre, strato di rinforzo, feltro
struttura a strati o a treccia di tessuti in 2D o 3D
multidirezionali 4D, 5D, 6D a barre
(brevetto Herakles) multidirezionali Novoltex® e Naxeco®, strutture a trama 3D fini (brevetto Herakles)

La matrice è ottenuta sia mediante immissioni di gas (in alta temperatura gli idrocarburi danno origine a criccature), con resina impregnante combinata a trattamento pirolitico, o pece impregnante combinata a cementazione in alta pressione isostatica (HIP).
CVI (IMMISSIONE VAPORI CHIMICI) fig. 2
La matrice di carbonio si deposita nei fori delle strutture di carbonio fibroso in fase vapore, mediante cracking del metano a temperatura controllata, in bassa pressione.
Questo processo è il più usato, perché dà origine ad una matrice di carbonio (pirocarbonio) dotata di buone proprietà meccaniche, adatta ad applicazioni industriali, ad esempio nelle attrezzature per il trattamento termico.

Questo processo è utilizzato per ottenere un carbonio-carbonio con buone proprietà meccaniche e bassa conduttività termica.
I tre processi di densificazione sopra descritti possono essere combinati a piacere, in funzione delle esigenze di progetto (costo, proprietà del materiale, dimensione, forma, ecc.).

2. COMPOSITI CARBONIO-CERAMICA SEPCARBINOX®

In ambiente ossidante, trovano valida applicazione il carbonio e il carburo di silicio (C-SiC) ottenuti con il processo CVI (immissione di vapori chimici).
Ove sia richiesta un’elevata resistenza all’ossidazione delle fibre di carbonio, i migliori risultati si ottengono con matrici in carburo di silicio, anziché matrici di carbonio rivestite in carburo di silicio: la matrice in carburo di silicio protegge in profondità ogni filo di carbonio, cosicché il tradizionale rivestimento in carburo di silicio tipicamente utilizzato come protezione di un materiale in carbonio-carbonio viene ripetuto ad ogni livello elementare (fili e fibre di carbonio) a cuore del materiale.
La matrice di carburo di silicio isola ogni filo di carbonio, riducendo drasticamente l’effetto ossidante dell’ossigeno sui materiali e contribuendo efficacemente a preservare le proprietà meccaniche in ambiente ossidante.
Il processo di preformatura utilizzato per i materiali carbonio-carbonio, può anche essere utilizzato per i materiali in carbonio-carburo di silicio.
Sepcarbinox® può essere efficacemente impiegato nel trattamento termico e nella fabbricazione di wafer di silicio per celle fotovoltaiche.