Razumijevanje metaliziranih keramičkih komponenti u HVDC kontaktorima

1.1 Visoke električne performanse
Metalizirane keramičke komponente za električne komponente nude izvrsna svojstva električne izolacije. Sama keramička podloga je dobar izolator, a sa metaliziranim slojem, može efikasno provoditi električnu energiju uz održavanje visokog-naponskog otpora. U HVDC kontaktorima, gdje naponi mogu biti izuzetno visoki, ovo svojstvo je bitno. Na primjer, u HVDC sistemu sa naponom od 1500V, keramička metalizacija u kontaktoru može izdržati tako visok napon bez kvara, osiguravajući stabilan rad cijelog električnog sistema.
1.2 Termička stabilnost
Napredna keramika koja se koristi u procesu od keramike do metala ima nizak koeficijent termičkog širenja. To znači da mogu zadržati svoj oblik i performanse čak i kada su podvrgnuti značajnim promjenama temperature. U HVDC kontaktorima, tokom rada, može doći do velike količine topline koja se stvara zbog velike-strujnog toka. Metalizirana keramika može efikasno raspršiti ovu toplinu i spriječiti oštećenja uzrokovana termičkim stresom-. Na primjer, u industrijskom postrojenju gdje HVDC kontaktor radi u okruženju visoke-temperature, može osigurati normalan rad kontaktora bez deformacije ili degradacije performansi.
1.3 Mehanička čvrstoća
Kombinacija keramike i metala u komponentama rezultira visokom mehaničkom čvrstoćom. Keramika je poznata po svojoj tvrdoći i krtosti, dok metalizirani sloj dodaje duktilnost. Ovo čini komponente pogodnim za upotrebu u HVDC kontaktorima, koji mogu biti podložni mehaničkim vibracijama i udarima u nekim aplikacijama. Na primjer, u električnim lokomotivama gdje su HVDC kontaktori izloženi vibracijama tokom rada, jaka metalizirana aluminijska keramika za električne komponente može izdržati ove mehaničke sile i održati njihov integritet.

2.1 Metalizirane keramičke podloge
Metalizirana aluminijska keramika za električne komponente se široko koristi u HVDC kontaktorima. Oni pružaju stabilnu platformu za montažu električnih komponenti. Metalizirani sloj na keramičkoj podlozi može se koristiti za lemljenje ili lemljenje električnih provodnika, osiguravajući pouzdanu električnu vezu. U HVDC kontaktoru velike-snage za sistem za proizvodnju energije vjetra, metalizirana keramička podloga može podržati različite električne komponente i efikasno prenositi električne signale.
2.2 Metalizirani keramički strukturni dijelovi
Ovi dijelovi obavljaju funkcije kao što su zaštita, hermetičko zaptivanje, podrška i izolacija u HVDC kontaktorima. Na primjer, metalizirana keramika koja se koristi u kućištu kontaktora može zaštititi unutrašnje električne komponente od prašine, vlage i drugih faktora okoline. Njegova hermetička funkcija brtvljenja je također ključna u HVDC kontaktorima, posebno u aplikacijama gdje kontaktor treba da radi u zatvorenom okruženju kako bi se spriječio ulazak štetnih tvari.

Proizvodnja odMetalizirane keramičke komponenteza električne komponente za HVDC kontaktore uključuje nekoliko koraka. Prvo, keramička podloga je pažljivo odabrana na osnovu njenih električnih, termičkih i mehaničkih svojstava. Zatim počinje proces metalizacije. Jedna uobičajena metoda je Mo - Mn metoda, koja se zasniva na vatrostalnom metalnom prahu Mo, dopirajući malu količinu formule za metalizaciju Mn niske - tačke topljenja -. Na površinu keramike dodaje se vezivni premaz, a zatim se vrši sinterovanje kako bi se formirao metalizirani sloj. Druga metoda je Direct Bond Copper (DBC), koja vezuje bakarnu foliju na keramičku površinu. Ovo se postiže uvođenjem kiseonika između Cu i keramike, formiranjem Cu/O eutektičke tečne faze na 1065 - 1083 stepenu, a zatim reakcijom sa keramičkom bazom i bakrenom folijom da se formira CuAlO2 ili Cu(AlO2)2, ostvarujući vezu između bakarne folije i keramičke matrice.