Σε ηλεκτρικά συστήματα συνεχούς ρεύματος υψηλής τάσης (HVDC), ιδιαίτερα σε οχήματα νέας ενέργειας, υποδομές φόρτισης και αποθήκευση ενέργειας, τίθενται άνευ προηγουμένου απαιτήσεις για την αξιοπιστία και τη διάρκεια ζωής των συσκευών μεταγωγής πυρήνα, όπως οι επαφές HVDC.
Η συμφόρηση απόδοσης αυτών των συσκευών συχνά δεν πηγάζει από τον ίδιο τον ηλεκτρομαγνητικό σχεδιασμό, αλλά από την κρίσιμη διεπαφή εντός αυτών που χειρίζεται τις ηλεκτρικές συνδέσεις, τη μόνωση υψηλής{0}}τάσης και τα ερμητικά σφραγισμένα περιβλήματα: τη μόνιμη περιοχή συγκόλλησης μεταξύ του κεραμικού μονωτή και του μεταλλικού αγωγού.
Η απλή μηχανική συναρμολόγηση ή η συγκόλληση οργανικών υλικών με χρήση παραδοσιακών διεργασιών είναι πολύ ευαίσθητη σε αστοχία υπό μακροπρόθεσμη ηλεκτροθερμική καταπόνηση και σκληρές περιβαλλοντικές συνθήκες.
Επομένως, η πολυπλοκότητα της τεχνολογίας συσκευασίας από κεραμικό-σε-μεταλλικό καθορίζει άμεσα την τελική απόδοση των ημιαγωγών ισχύος και των μονάδων επαφής.
Το σημείο εκκίνησης για την επίτευξη υψηλής απόδοσης-κεραμικής-σε- συσκευασίας από μέταλλο βρίσκεται στη βαθιά κατανόηση και την ακριβή επιλογή συστημάτων υλικών. Στον πυρήνα της βρίσκεται μια δομή από μεταλλοποιημένο κεραμικό ακριβείας, που συνήθως αποτελείται από τρία μέρη:
Κεραμικό υπόστρωμα αλουμίνας υψηλής-καθαρότητας (π.χ. 95% αλουμίνα): Ως κύριο μονωτικό και δομικό στοιχείο, η αξία του έγκειται στην εξαιρετική διηλεκτρική του αντοχή, την υψηλή θερμική αγωγιμότητα, την ανώτερη θερμική σταθερότητα και τη μηχανική αντοχή. Παρέχει μια σταθερή φυσική και χημική πλατφόρμα για επιμεταλλωμένα κεραμικά εξαρτήματα.
Στρώμα επιμετάλλωσης ακριβείας: Αυτό είναι το βασικό επίτευγμα της διαδικασίας επιμετάλλωσης κεραμικών. Σχηματίζοντας ένα λεπτό μεταλλικό φιλμ (συχνά κράμα με βάση το μολυβδαίνιο ή το βολφράμιο-) σφιχτά συνδεδεμένο με το υπόστρωμα στην κεραμική επιφάνεια, αυτό το στρώμα επιτυγχάνει έναν λειτουργικό μετασχηματισμό από μονωτή σε αγωγό, παρέχοντας μια ιδανική μεταλλουργική επιφάνεια συγκόλλησης για επακόλουθη συγκόλληση. Τα επιμεταλλωμένα κεραμικά υψηλής ποιότητας απαιτούν το στρώμα επιμετάλλωσης να έχει εξαιρετική αντοχή πρόσφυσης, ικανότητα συγκόλλησης και συντελεστή θερμικής διαστολής που ταιριάζει με το κεραμικό.
Μεταλλικοί αγωγοί (όπως οξυγόνο υψηλής αγωγιμότητας-ελεύθερος χαλκός ή κράμα Kovar): Ως φορείς ρεύματος ή δομικοί σύνδεσμοι, συγκολλούνται σε υψηλές θερμοκρασίες για να σχηματίσουν έναν αεροστεγές,-μεταλλουργικό δεσμό υψηλής αντοχής με το στρώμα επιμετάλλωσης, αποτελώντας τελικά ένα πλήρες συγκρότημα επιμεταλλωμένης κεραμικής αλουμίνας.
Η βασική τεχνολογία για την αξιόπιστη σύνδεση κεραμικών και μετάλλων είναι η συγκόλληση ενεργού μετάλλου σε υψηλή-θερμοκρασία. Αυτή η διαδικασία απέχει πολύ από τη συνηθισμένη συγκόλληση. είναι μια μεταλλουργική διεργασία ακριβείας που εκτελείται σε κενό ή προστατευτική ατμόσφαιρα χρησιμοποιώντας ειδικά μέταλλα πλήρωσης συγκόλλησης που περιέχουν ενεργά στοιχεία όπως τιτάνιο και ζιρκόνιο.
Σε υψηλές θερμοκρασίες, αυτά τα ενεργά στοιχεία διαβρέχουν αποτελεσματικά την κεραμική επιφάνεια, αντιδρώντας χημικά για να σχηματίσουν ένα στρώμα μετάβασης, επιτυγχάνοντας έτσι έναν ατομικό-δεσμό μεταξύ του μετάλλου πλήρωσης συγκόλλησης, του επιμεταλλωμένου στρώματος και του κεραμικού.
Αυτή η διαδικασία είναι ζωτικής σημασίας για την κατασκευή μεταλλικών κεραμικών εξαρτημάτων υψηλής-αντοχής, για τον προσδιορισμό της ερμητικότητας, της μηχανικής αντοχής και της μακροπρόθεσμης αξιοπιστίας του θερμικού κύκλου-του τελικού προϊόντος.
Τα κεραμικά εξαρτήματα ακριβείας από επιμεταλλωμένη αλουμίνα που παράγονται με αυτήν τη διαδικασία επιτυγχάνουν εξαιρετικά υψηλούς ρυθμούς διαρροής, διασφαλίζοντας μακροπρόθεσμη- σταθερότητα του εσωτερικού μέσου.
Επομένως, αυτά τα προηγμένα μεταλλοποιημένα κεραμικά για ηλεκτρικά εξαρτήματα έχουν γίνει η προτιμώμενη λύση για πεδία με εξαιρετικά αυστηρές απαιτήσεις αξιοπιστίας, όπως ρελέ-ταχείας φόρτισης για πλατφόρμες 800V σε οχήματα νέας ενέργειας, διακόπτες κυκλώματος συνεχούς ρεύματος για συστήματα αποθήκευσης ενέργειας και μετατροπείς βιομηχανικής συχνότητας υψηλής-.
Δεν είναι μόνο ιδανικές επιλογές γιαΕπιμεταλλωμένο Κεραμικό περίβλημα για Ημιαγωγούς Ημιαγωγών, αλλά και βασικά θεμελιώδη στοιχεία που οδηγούν τα ηλεκτρικά συστήματα υψηλής τάσης- προς υψηλότερη πυκνότητα ισχύος και μεγαλύτερη διάρκεια ζωής.
επικοινωνήστε μαζί μας
