În sistemele electrice de înaltă tensiune de curent continuu (HVDC), în special în vehiculele cu energie nouă, infrastructura de încărcare și stocarea energiei, se impun cerințe fără precedent privind fiabilitatea și durata de viață a dispozitivelor de comutare de bază, cum ar fi contactoarele HVDC.
Gâtul de performanță al acestor dispozitive provine adesea nu din designul electromagnetic în sine, ci din interfața critică din interiorul lor, care gestionează conexiunile electrice, izolarea de înaltă{0}}tensiune și carcasele închise ermetic: zona de legătură permanentă dintre izolatorul ceramic și conductorul metalic.
Asamblarea mecanică simplă sau lipirea materialelor organice folosind procese tradiționale este foarte susceptibilă la defecțiuni în condiții de-stres electrotermic pe termen lung și în condiții de mediu dure.
Prin urmare, sofisticarea tehnologiei de ambalare din ceramică-la-metal determină în mod direct performanța maximă a semiconductorilor de putere și a modulelor contactoare.
Punctul de plecare pentru realizarea ambalajelor de-performanță înaltă din ceramică-la-metal constă într-o înțelegere profundă și o selecție precisă a sistemelor de materiale. La baza sa este o structură din ceramică metalizată de precizie, compusă de obicei din trei părți:
Substrat ceramic cu alumină de puritate{0}înaltă (de exemplu, 95% alumină): Ca principală componentă izolatoare și structurală, valoarea sa constă în rezistența sa dielectrică excelentă, conductivitate termică ridicată, stabilitate termică superioară și rezistență mecanică. Oferă o platformă fizică și chimică stabilă pentru componentele ceramice metalizate.
Strat de metalizare de precizie: Aceasta este realizarea de bază a procesului de metalizare ceramică. Formând o peliculă metalică subțire (adesea un aliaj pe bază de molibden sau tungsten-) strâns legată de substrat pe suprafața ceramică, acest strat realizează o transformare funcțională din izolator în conductor, oferind o suprafață metalurgică ideală pentru lipirea ulterioară. Ceramica metalizată-de înaltă calitate necesită ca stratul de metalizare să aibă o rezistență excelentă de aderență, lipire și un coeficient de dilatare termică care să se potrivească cu ceramica.
Conductori metalici (cum ar fi cuprul fără-oxigen cu conductivitate ridicată- sau aliajul Kovar): Ca purtători de curent sau conectori structurali, aceștia sunt lipiți la temperaturi ridicate pentru a forma o legătură metalurgică etanșă,-de înaltă rezistență cu stratul de metalizare, constituind în cele din urmă un ansamblu complet de ceramică metalizată cu alumină.
Tehnologia de bază pentru îmbinarea fiabilă a ceramicii și a metalelor este lipirea metalului activ la temperatură înaltă-. Acest proces este departe de sudarea obișnuită; este un proces metalurgic de precizie realizat în vid sau atmosferă protectoare folosind metale de umplutură de brazare speciale care conțin elemente active precum titanul și zirconiul.
La temperaturi ridicate, aceste elemente active umezesc în mod eficient suprafața ceramică, reacționând chimic pentru a forma un strat de tranziție, realizând astfel o legătură la nivel atomic-între metalul de umplutură de lipire, stratul metalizat și ceramică.
Acest proces este esențial pentru fabricarea de componente ceramice metalizate de înaltă -rezistență, determinând ermeticitatea produsului final, rezistența mecanică și fiabilitatea-ciclului termic pe termen lung.
Componentele ceramice cu alumină metalizată de precizie produse prin acest proces ating rate de scurgere extrem de ridicate, asigurând stabilitatea-pe termen lung a mediului intern.
Prin urmare, aceste Ceramice Metalizate avansate pentru componente electrice au devenit soluția preferată pentru domeniile cu cerințe de fiabilitate extrem de stricte, cum ar fi releele de încărcare rapidă-pentru platforme de 800 V în vehicule cu energie nouă, întrerupătoare de circuit DC pentru sistemele de stocare a energiei și convertoare industriale de frecvență-de ultimă generație.
Nu sunt doar alegeri ideale pentruCarcasă din ceramică metalizată pentru semiconductori de putere, dar și componentele fundamentale cheie care conduc sistemele electrice de înaltă{0}}tensiune către o densitate de putere mai mare și o durată de viață mai lungă.
contactaţi-ne
