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REATTORI CHIMICI CVI/CVD

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REATTORI CHIMICI CVI-CVD

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INFORMAZIONI GENERALI

Il reattore chimico CVI/CVD è un impianto complesso che consente la produzione di materiali compositi a fibra continua o corta non ossidici (CfC, SiCf/Sic o Cf/SiC), partendo da preforme di fibra di carbonio, allumina o carburo di silicio. Il processo che produce il materiale di migliore qualità è il Processo di Infiltrazione Chimica da fase Vapore (Chemical Vapor Infiltration). Questi viene realizzato in un reattore chimico che lavora in condizioni di temperatura e pressione costante (CVI – Isobaro e Isotermo). Con questo tipo di processo è possibile raggiungere densità dell’ordine del 90% della densità teorica, su spessori di circa 10mm.

Il processo consiste nel far fluire i gas reagenti (Metiltriclorosilano+H2 per SiC e CH4 + Ar per il Carbone pirolitico) all’interno di una camera di reazione le cui pareti sono chimicamente inerti, a velocità tali e a pressioni tali da permettere l’ingresso dei gas di reazione nel materiale poroso e quindi la deposizione di materiale solido nella porosità, riempiendo in tal modo lentamente la preforma ceramica fino al raggiungimento della densità voluta.

La caratteristica dei materiali così prodotti è quella:

  • di essere altamente resistenti alle alte temperature (3000°C per il Cf/C in ambiente neutro o riducente e 1700 per il SiCf/SiC in ambiente ossidante);
  • di esibire un comportamento pseudo-duttile anche se si tratta di materiali ceramici;
  • di essere estremamente leggeri (rapporto peso/carico di rottura estremamente elevato);

Tali compositi a matrice ceramica sono materiali adatti ad applicazioni aerospaziali – aeronautico, e recentemente sono entrati in uso per applicazioni commerciali (freni ad alte prestazioni per automobili).

 

CARATTERISTICHE

Il reattore chimico è un impianto costituito da:

  • Forno in vuoto
  • Quadro di potenza
  • Pulpito di comando
  • Modulo di servizio gestione gas
  • Gruppo di pompaggio
  • Purificatore

Le dimensioni e caratteristiche dipendono dalla dimensione utile del forno e dalle condizioni di processo.

 

SPECIFICHE TECNICHE GENERALI

- Dimensioni zona utile:

a richiesta

- Caricamento:

dall’alto o dal basso

- Temperatura:

1600°C

- Resistore:

Grafite

- Isolamento termico:

Fibra densa di grafite

- Potenza:

in funzione del Volume utile

- Velocità max di riscaldamento:

600°C/h

- Camera da vuoto:

in acciaio Duplex (SAF 2205 o 2507) a parete fredda con mantello raffreddato. Automatismi apertura coperchio e sollevamento

- Regolazione e controllo:

a mezzo P.L.C. per la gestione in automatico del ciclo completo

- Linee gas:

CH4, N2, MTS (Methyltriclorosilano) H2 e Ar controllate da Mass Flow Controller (MCF)

- Pompe da vuoto:

Pompa preliminare a secco versione anticorrosione, pompa roots dimensioni adeguate

- Purificatore e filtri:

Filtri di particolato prima delle pompe da vuoto e Scrubber in controflusso a ricircolo di soda al 20% per la purificazione dei gas prima della immissione in atmosfera

- Sicurezze ed allarmi:

E’ prevista una serie di sicurezze ed allarmi per il funzionamento in sicurezza dell’impianto che è provvisto di componenti a normativa ATEX

- Normativa:

L’impianto è costruito in accordo agli standard Europei e fornito di marchio CE

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ESECUZIONI SPECIALI

Per ridurre drasticamente il tempo di processo ed aumentare lo spessore della preforma da infiltrare (20-30mm), i reattori chimici CVD/CVI possono essere forniti in esecuzione speciale con:

  • Gradiente termico nello spessore della preforma (TG-CVI thermalgradient CVI)

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DISPOSIZIONE TIPICA DI REATTORE CHIMICO CVI-CVD