CALCARB ISOLATION THERMIQUE EN CARBONE RIGIDE OPTIMISEZ L EFFICACITÉ THERMIQUE DE VOTRE PROCÉDÉ GRÂCE AUX SOLUTIONS CALCARB GUIDE TECHNIQUE

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1 CALCARB ISOLATION THERMIQUE EN CARBONE RIGIDE OPTIMISEZ L EFFICACITÉ THERMIQUE DE VOTRE PROCÉDÉ GRÂCE AUX SOLUTIONS CALCARB GUIDE TECHNIQUE

2 DES SOLUTIONS GLOBALES POUR NOS MARCHÉS L expertise de Mersen intervient dans l efficacité énergétique et la maîtrise thermique de nombreux procédés industriels à haute température Son offre sur les matériaux d isolation thermique se décline au travers de matériaux d isolation rigides ou souples Le matériau CALCARB CBCF est composé de fibres de carbone courtes, liées entre elles par une matrice issue de la carbonisation d une résine phénolique PRINCIPALES APPLICATIONS L isolation CALCARB CBCF assure une protection et une régulation parfaites des fours à très hautes températures allant de C à C Principales applications : Traitement thermique en atmosphère contrôlée Fours CVD Production de semi-conducteurs cristallins Fibres optiques Coulée d aubes de turbine Fabrication de SIC cristallin jusqu à C LA SOLUTION COMPLÈTE DE MERSEN POUR LES PROCÉDÉS À HAUTE TEMPÉRATURE Expert en matériaux réfractaires graphite ou composite, ainsi qu en isolation haute température, Mersen vend des équipements «usinés sur mesure» et conçoit des systèmes clé en main Solutions d ingénierie 2

3 Avantages techniques Les ingénieurs expérimentés en procédés thermiques choisissent le matériau CALCARB pour sa solide réputation de fiabilité et d efficacité ainsi que pour les avantages mentionnés cidessous : GARANTIR LA PURETÉ DES PROCÉDÉS Le matériau d isolation CALCARB CBCF est composé de fibres courtes, provenant de fibres de viscose Elles sont liées entre elles par une matrice issue de la carbonisation d une résine phénolique Le matériau est traité sous vide à des températures au-delà de C, pour assurer sa stabilité en température et l absence de dégazage En standard, le matériau ne contient pas plus de 500 ppm d impuretés Grâce à un procédé de purification, il est possible d atteindre des taux d impureté inférieurs à 20 ppm AMÉLIORER L EFFICACITÉ ÉNERGÉTIQUE DES PROCÉDÉS La structure en fibres courtes du matériau CALCARB CBCF offre les meilleures performances d isolation thermique à haute température, ce qui en fait le matériau de choix pour nos clients soucieux de l efficacité énergétique de leur procédé Différentes densités et nuances permettent de moduler les performances thermiques du matériau : CALCARB CBCF 14VF-2000 pour des performances d isolation inégalées CALCARB CBCF ou CBCF pour moduler entre isolation et étanchéité au gaz 1,0 Conductivité thermique (W/m C) 0,8 0,6 0,4 0,2 CALCARB CBCF (Densité = 0,18) Méthode d'essai ASTM C 177 sous azote Thermal conductivity (W/m C) , Température ºC CONCEVOIR DES ZONES CHAUDES Alors que les matériaux d isolation composés de fibres longues peuvent délaminer au cours des procédés d usinage, le matériau d isolation rigide CALCARB peut être facilement usiné par des moyens conventionnels Son homogénéité, associée à la possibilité d usiner des formes très complexes, permet de contrôler avec précision le gradient thermique des procédés à haute température Cette propriété est l un des principaux atouts sur lesquels se fonde la réputation de CALCARB, par exemple dans le domaine des fours d étirage de cristaux de nouvelle génération 3

4 POUR LONGTEMPS, MÊME DANS LES ENVIRONNEMENTS LES PLUS AGRESSIFS Mersen a développé une gamme complète de procédés pour renforcer la résistance du matériau CALCARB CBCF dans les environnements agressifs : PROTECTION PYROCARBONE Des fibres revêtues de pyrocarbone-cvi : En recouvrant le cœur des fibres d un revêtement de carbone pur à 99,99%, l infiltration procure une protection face aux environnements agressifs, augmentant de plus de 50% la durée de vie du matériau, comparativement aux matériaux standards Procédé Calcoat CVD : un revêtement de surface en pyrocarbone : Le revêtement de surface en pyrocarbone assure une protection sans altérer les performances thermiques Ce revêtement dense, résistant à l érosion, est obtenu par procédé CVD Appliqué à toutes les surfaces finies des pièces usinées, il constitue, outre une protection contre l érosion, une barrière imperméable aux gaz issus des procédés PROTECTION DE SURFACE CALCOAT ET CALFOIL Le revêtement Calcoat est une peinture à base de graphite qui réduit l émission de poussières en imperméabilisant toutes les surfaces traitées Il procure une résistance limitée à l érosion Le revêtement Calfoil est une couche de protection en graphite souple ultra-pur qui réduit l émission de poussières Ceci permet également une meilleure uniformité de la température sur la surface de la pièce PROTECTION INNOVANTE EN CARBURE DE SILICIUM Dans certaines conditions spécifiques, par exemple une atmosphère hydrogénée à plus de C, les fibres de carbone sont corrodées par le milieu ambiant Dans la mesure où les matériaux d isolation en carbone sont indispensables à très haute température, une infiltration au carbure de silicium procure un avantage incomparable en améliorant la résistance à la corrosion Le savoir-faire unique de Mersen en ce domaine peut vous aider à réduire les arrêts de production liés à la maintenance de vos procédés en augmentant la durée de vie de l isolation 4

5 DIMENSIONS STANDARD DU PRODUIT Plaques et disques Dimensions de la plaque x mm x mm x mm x mm x mm Épaisseur de la plaque jusqu à 216 mm Densité standard VF : 0,16 g/cm³ ± 0,03g/cm³ Standard : 0,18 g/cm³ ± 0,03 g/cm³ Dense : 0,25 g/cm³ ± 0,03 g/cm³ Dimensions des disques Ø 635 à mm Épaisseur des disques Ø 635 mm Épaisseur max : 406 mm Ø mm Épaisseur max : 254 mm Cylindres jusqu à mm Diamètre intérieur Ø 65 à 400 mm ( ± 0,5 mm) Φ Ø 400 à mm ( ± 0,75 mm) Φ Ø à mm ( ± 0,75 mm) Hauteur maximale 350 mm 500 mm 880 mm Epaisseur maximale des parois 40 mm 55 mm depuis Ø > 600 mm 55 mm Densité Standard VF : 0,14 g/cm³ ± 0,03 g/cm³ Standard : 0,15 g/cm³ ± 0,03 g/cm³ Dense : 0,18 g/cm³ ± 0,03 g/cm³ L orientation de la fibre est perpendiculaire à cet axe et aléatoire en hauteur Modes d assemblage de cylindre Cylindre construit en planches par segments plus de mm de Ø CWC Assemblage en cylindre dans un cylindre Parois de plus de 55 mm d épaisseur Bande de recouvrement de cylindre prédécoupé à simple paroi 5

6 PRINCIPALES PROPRIÉTÉS Propriétés physiques Plaque et cylindre VF Plaque densité standard Cylindre densité standard Plaque et cylindre denses Board Plaque haute thickness densité Nuance CBCF 14VF-2000 CBCF CBCF CBCF HD Densité apparente g/cm³ Résistance à la compression MPa Orientation parallèle à la fibre (xy) Perpendiculaire à la fibre (z) Cylindre 0,14 ± 0,03 Planche 0,16 ± 0,03 1,09 0,23 0,18 ± 0,03 1,10 0,76 0,15 ± 0,03 0,80 0,25 ± 0,04 2,10 1,07 > 0,30 3,20 2,30 Résistance à la flexion MPa Orientation parallèle à la fibre (xy) Perpendiculaire à la fibre (z) 1,65 1,03 0,15 1,50 2,70 0,62 2,32 1,45 Cœfficient de dilatation thermique 25 à 1 000ºC à 2 000ºC 2,9 ± 0,2 x ,2 ± 0,2 x ,0 ± 0,3 x ,6 ± 0,3 x ,0 ± 0,3 x ,6 ± 0,3 x ,0 ± 0,3 x ,6 ± 0,3 x ,0 ± 0,3 x ,6 ± 0,3 x 10-6 Surface spécifique m²g Résistivité électrique Ωm Orientation parallèle à la fibre (xy) Perpendiculaire à la fibre (z) 12,5x ,0x ,1x ,7x ,0x ,0x10-4 5,90x ,93x ,0x10-4 4,0x10-4 Conductivité thermique W/m/K 500 C C C 0,06 0,11 0,08 0,16 0,28 0,21 0,62 0,97 0,76 0,26 0,48 0,36 0,41 0,72 0,54 1,00 1,47 1,16 0,18 0,35 0,26 0,31 0,54 0,40 0,83 1,24 0,98 0,39 0,70 0,55 0,57 1,01 0,75 1,22 1,79 1,38 1,49 2,77 2,06 1,65 2,89 2,14 1,99 3,03 2,32 Calcarb BCF Thermal Conductivity vs Temperature CALCARB CBCF Conductivité thermique / Température Calcarb BCF 18-2,000 Thermal Conductivity vs Temperature 1,60 1,60 1,40 Laser Flash 1 Bar N2 1,40 1,20 1,20 Conductivité thermique W/mK 1,00 0,80 0,60 Laser Flash inférieur à 1mBar N2 Conductivité thermique W/mK 1,00 0,80 0,60 Plaque chaude 1Bar N2 0,40 0,40 Plaque chaude inférieur à 1mBar N2 0, Température ºC 0, Température ºC Coefficient de diffusion laser flash ASTM E-1461 Un échantillon de matériau est porté à la température requise Une impulsion laser est appliquée sur la face avant de l échantillon, et le coefficient de diffusion thermique est déterminé en mesurant la vitesse et l intensité de l élévation de la température sur la face arrière La conductivité thermique est alors déterminée à partir de la densité de l échantillon, de sa valeur calorifique spécifique à la température requise, et du coefficient de diffusion déterminé Plaque chaude ASTM C-177 Une plaque chauffante est portée à la température requise La puissance nécessaire pour maintenir cette température en équilibre, par rapport à une plaque froide et une surface données, donne un flux d énergie thermique mesurable La conductivité thermique est mesurée au moyen de la baisse de température à travers un échantillon d épaisseur définie et des mesures de flux d énergie thermique du système en état d équilibre 6

7 MESURE DES NIVEAUX D IMPURETÉ NOTRE MÉTHODE ETV-ICP-OES Gaz (argon et Freon) C Fluorures Substances (=substances à analyser) à analyser F 2 (fluorures) Lumière Plasma matrice Echantillon solide de + Impuretés fluorures matériau CALCARB CBCF contenant des impuretés Échantillonnage, chargement et chauffage Vaporisation électrothermique F 2 PRINCIPAUX AVANTAGES Polychromateur Photomultiplicateur Spectrométrie d émission optique sur plasma induit Acquisition simple et rapide : jusqu à 50 échantillons analysés par jour, avec chargement automatique Convient aux analyses de routine Échantillonnage et étalonnage du graphite possibles avec les normes et solutions de référence existantes, ce qui n est pas le cas avec la méthode GDMS (spectrométrie de masse à décharge luminescente) Très faibles seuils de détection pour la plupart des éléments de la classification périodique, 1-50 μg/kg = ppb (parties par milliard) Parfaitement adaptée aux matériaux d isolation en carbone, au graphite purifié et au composite carbone/carbone Service à valeur ajoutée pour les clients Nos spécifications de niveau d impureté Limite PPM 2000 C Total sur 34 Éléments Al+Cu+Fe +Cr+Ni Al+Cu+Fe <150 <20 < C <75 <10 < C <40 Résultats de l ICP-ETV Spectrométrie de masse à plasma induit <5 <2 Purification halogénée <20 <5 <2 Les informations contenues dans ce catalogue sont données à titre purement indicatif et ne sauraient engager la responsabilité de Mersen pour quelque cause que ce soit Toute copie, reproduction ou traduction, intégralement ou partiellement, est strictement interdite sans l accord écrit préalable de Mersen Nos matériaux sont en conformité avec la Directive LdSD (limitation de l utilisation de certaines substances dangereuses dans les équipements électriques et électroniques) Par ailleurs, Mersen garantit la bonne application de la règlementation européenne REACH (enregistrement, évaluation, autorisation et restriction des substances chimiques) sur tous ses sites situés en Europe Nos efforts en matière d ingénierie et de développement sont permanents En conséquence, Mersen se réserve le droit de modifier à tout moment les spécifications relatives à la technologie et aux produits contenues dans ce catalogue

8 Holytown, Ecosse, UK Chongqing, Chine St Marys, USA Gennevilliers, France Principaux sites de production Implantation industrielle et / ou commerciale EXPERT MONDIAL des matériaux et solutions pour les procédés à hautes températures UN ACTEUR GLOBAL Expert mondial des matériaux et équipements pour les environnements extrêmes, la sécurité et la fiabilité des équipements électriques, Mersen conçoit des solutions innovantes adaptées aux besoins de ses clients pour optimiser leur performance industrielle dans des secteurs porteurs : énergies, transports, électronique, chimie/pharmacie et industries de procédés Contacts en Amérique du Nord MERSEN USA Midland-MI Inc PO Box Venture Drive Midland, MI48640 USA Tél : Fax : Contacts en Europe MERSEN France Gennevilliers 41 rue Jean Jaurès - BP 148 F GENNEVILLIERS CEDEX FRANCE Tél : +33 (0) Fax : +33 (0) calcarb@mersencom wwwmersencom Contacts en Europe MERSEN Scotland Holytown Ltd 11 woodside, Eurocentral, Holytown, ML1 4XL ROYAUME-UNI Tél : Fax : Contacts en Asie MERSEN Kunshan Co Ltd #29 South Taihu Road, Kunshan Development Zone, Kunshan, Province de Jiangsu, , RP DE CHINE Tél : Fax : HT29 FR 1111