U električnim sistemima visokog napona jednosmjerne struje (HVDC), posebno u vozilima s novom energijom, infrastrukturi za punjenje i skladištenju energije, postavljaju se zahtjevi bez presedana u pogledu pouzdanosti i vijeka trajanja sklopnih uređaja jezgra, kao što su HVDC kontaktori.
Usko grlo u performansama ovih uređaja često ne proizilazi iz samog elektromagnetnog dizajna, već iz kritičnog interfejsa unutar njih koji upravlja električnim vezama, visoko-izolacijom visokog napona i hermetički zatvorenim kućištima: trajnim područjem spajanja između keramičkog izolatora i metalnog provodnika.
Jednostavno mehaničko sastavljanje ili spajanje organskih materijala korištenjem tradicionalnih procesa je vrlo podložno kvaru pod dugotrajnim-elektrotermalnim stresom i teškim uvjetima okoline.
Stoga, sofisticiranost tehnologije pakovanja od keramike-u-metal direktno određuje krajnje performanse energetskih poluprovodnika i modula kontaktora.
Polazna tačka za postizanje visokih{0}}performansi keramičkih-na-metalnih ambalaža leži u dubokom razumijevanju i preciznom odabiru sistema materijala. U svojoj srži je struktura precizne metalizirane keramike, koja se obično sastoji od tri dijela:
Keramički supstrat od aluminijevog oksida{0}}visoke čistoće (npr. 95% glinice): Kao glavna izolaciona i strukturna komponenta, njegova vrijednost leži u odličnoj dielektričnoj čvrstoći, visokoj toplotnoj provodljivosti, superiornoj termičkoj stabilnosti i mehaničkoj čvrstoći. Pruža stabilnu fizičku i hemijsku platformu za metalizirane keramičke komponente.
Precizni metalizacijski sloj: Ovo je osnovno dostignuće procesa metalizacije keramike. Formiranjem tankog metalnog filma (često legure na bazi molibdena ili volframa{1}}) čvrsto vezan za podlogu na keramičkoj površini, ovaj sloj postiže funkcionalnu transformaciju iz izolatora u provodnik, pružajući idealnu metaluršku veznu površinu za naknadno lemljenje. Visok-kvalitetna metalizirana keramika zahtijeva da sloj metalizacije ima odličnu čvrstoću prianjanja, lemljivost i koeficijent toplinske ekspanzije koji odgovara keramici.
Metalni provodnici (kao što je bakar bez kiseonika-visoke -provodljivosti ili legura Kovar): Kao nosioci struje ili strukturni konektori, oni su lemljeni na visokim temperaturama kako bi formirali hermetičku, metaluršku vezu visoke{0}}vrste sa metaliziranim slojem, na kraju čineći kompletan sklop metalizirane keramike od glinice.
Osnovna tehnologija za pouzdano spajanje keramike i metala je visoko{0}}aktivno lemljenje metala na visokim temperaturama. Ovaj proces je daleko od običnog zavarivanja; to je precizan metalurški proces koji se izvodi u vakuumu ili zaštitnoj atmosferi korištenjem specijalnih punila za lemljenje koji sadrže aktivne elemente kao što su titan i cirkonij.
Na visokim temperaturama, ovi aktivni elementi efikasno vlažu površinu keramike, hemijski reagujući da formiraju prelazni sloj, čime se postiže veza na atomskom{0}}nivou između dodatnog metala za lemljenje, metalizovanog sloja i keramike.
Ovaj proces je ključan za proizvodnju metaliziranih keramičkih komponenti visoke{0}}kosti, određujući hermetičnost finalnog proizvoda, mehaničku čvrstoću i dugotrajnu-pouzdanost termičkog ciklusa.
Precizne metalizirane aluminijske keramičke komponente proizvedene ovim procesom postižu izuzetno visoke stope curenja, osiguravajući dugoročnu-stabilnost unutrašnjeg medija.
Stoga je ova napredna metalizirana keramika za električne komponente postala preferirano rješenje za polja sa izuzetno strogim zahtjevima pouzdanosti, kao što su releji za brzo-punjenje za 800V platforme u novim energetskim vozilima, DC prekidači za sisteme za pohranu energije i vrhunski-industrijski frekventni pretvarači.
Oni nisu samo idealan izbor zaMetalizirano keramičko kućište za energetske poluprovodnike, ali i ključne temeljne komponente koje pokreću visoko-električne sisteme ka većoj gustini snage i dužem vijeku trajanja.
kontaktirajte nas
