Detailné odborné znalosti z oblasti keramickej metalizácie

 

Keramická metalizácia je špeciálna technológia povrchovej úpravy, ktorá vytvára hustý kovový film na povrchu keramického substrátu, aby bola keramika zvariteľná a vodivá, čím sa dosiahne spoľahlivé spojenie medzi keramikou a kovovými materiálmi. Podstatou tejto technológie je vybudovanie prechodnej medzivrstvy na povrchu keramiky, ktorá je chemicky stabilná a ťažko zmáčateľná spájkou. Táto medzivrstva môže nielen chemicky reagovať s keramickou matricou za vzniku pevnej väzby, ale tiež vytvárať dobré zmáčanie a difúziu s kovovou spájkou, čím sa dosiahne vzduchotesné tesnenie alebo elektrické prepojenie medzi odlišnými materiálmi. V oblasti obalov výkonových polovodičov je metalizovaný keramický kryt pre výkonové polovodiče kľúčovou súčasťou modulov IGBT, obalov MOSFET a krytov tyristorov. Tieto produkty využívajú proces pokovovania na vytvorenie spájkovateľnej kovovej vrstvy v špecifických oblastiach keramického krytu na spájkovanie s medenými substrátmi, olovenými rámami alebo svorkami, zatiaľ čo keramické telo poskytuje elektrickú izoláciu a kanály s vysokou tepelnou vodivosťou. Metalizované keramické izolačné trubice Metalizovaná keramická časť označuje metalizované keramické izolačné trubice a metalizované keramické časti, ktoré sa široko používajú vo vysokonapäťových relé, vákuových prerušovačoch, elektrických vákuových zariadeniach, röntgenových trubiciach a iných oblastiach.

 

Pokovená vrstva sa zvyčajne nachádza na čelnej strane keramickej rúrky alebo v špecifických oblastiach na vnútornom a vonkajšom povrchu a používa sa na zváranie a utesnenie pomocou kovových prírub alebo elektródových vodičov. Metalizovaná keramika pre elektrické komponenty je všeobecný pojem pre metalizovanú keramiku pre elektrické komponenty, ktorý zahŕňa rôzne aplikačné scenáre od vysokonapäťových stýkačov až po nízkonapäťové elektrické spínače. Vysokopevnostné metalizované keramické komponenty sú vysokopevnostné metalizované keramické komponenty, ktoré zdôrazňujú pevnosť spojenia medzi metalizovanou vrstvou a keramickou matricou, pričom sa zvyčajne používa metóda molybdén{6}}mangán alebo metóda spájkovania aktívnym kovom, aby metalizovaná vrstva odolala zaťaženiu v ťahu alebo šmyku bez odlupovania. Keramický kryt stykača HVDC je keramická dutina stýkača s vysokým napätím DC. Ide o typickú aplikáciu metalizovanej keramiky v oblasti novej energetickej vysokonapäťovej ochrany jednosmerného prúdu{10}. Jeho metalizovaná vrstva slúži na spoľahlivé spojenie s kovovým kontaktným systémom a tesniacim krytom. Vnútro keramickej dutiny musí zároveň odolať dlhodobému-horeniu jednosmerným oblúkom. Presná metalizovaná keramika alebo presná metalizovaná keramika predstavuje v tomto odvetví vyššie štandardy pre rozmerovú toleranciu, presnosť polohy metalizovanej vrstvy a kvalitu povrchu. Zvyčajne sa používajú v leteckom a kozmickom priemysle, zdravotníckych zariadeniach a špičkových{16}}priemyselných kontrolných poliach.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Výrobný proces keramickej metalizácie je technický systém zahŕňajúci viaceré presné riadiace články. Nasledujúci popis uvádza metalizáciu molybdén-mangánu aluminovej keramiky ako typický procesný tok. Krok 1: Príprava keramickej matrice – Zmiešajte práškový oxid hlinitý s prísadami, ako sú spojivá, zmäkčovadlá a dispergátory, aby ste vytvorili kašu a získajte surové telo požadovaného tvaru odlievaním pásky, suchým lisovaním alebo izostatickým lisovaním. Odlievanie pásky je vhodné na výrobu veľkých-tenkých keramických substrátov, suché lisovanie je vhodné pre malé a stredne veľké -hrubé{7}}steny a izostatické lisovanie je vhodné pre rúrkové alebo špeciálne-tvarované keramické diely. Surové teleso sa suší a odglejuje (pomaly sa zahrieva na 400-600 stupňov, aby sa odstránila organická hmota) a potom sa speká vo vysokoteplotnej peci (hlinitá keramika má asi 1600 – 1700 stupňov), čím sa získa hustá keramická matrica. Spekaná keramická matrica musí byť povrchovo brúsená alebo obvodovo spracovaná, aby spĺňala požiadavky na rozmerovú toleranciu.

Krok 2: Príprava metalizovanej suspenzie – Odvážte molybdénový prášok, mangánový prášok a prísady (ako je oxid kremičitý, oxid hlinitý, oxid horečnatý a iné tavivá) podľa vzorca, zmiešajte ich, pridajte organické nosiče (terpineol, etylcelulózu atď.) a rozdrvte na kašu pasty s vhodnou viskozitou. Obsah pevných látok, veľkosť častíc a reologické vlastnosti suspenzie priamo ovplyvňujú hrúbku, hustotu a spekacie zmršťovanie metalizačnej vrstvy. Krok 3: Nanášanie metalizačnej vrstvy – Naneste metalizačnú kašu na vopred určenú oblasť keramického substrátu pomocou sieťotlače, striekania, máčania alebo štetca. V prípade metalizovaného keramického puzdra pre výkonové polovodiče sa sieťotlač často používa na dosiahnutie presnej kontroly nad tvarom a polohou metalizovaných oblastí. V prípade pokovovaných keramických izolačných rúrok na pokovovanie keramických dielov sa na pokovovanie vnútorných alebo vonkajších stien rúrových dielov zvyčajne používa proces pokovovania ponorením alebo striekanie v kombinácii so špeciálnymi ochrannými nástrojmi. Potiahnuté časti musia byť vysušené v sušiarni (asi 100-150 stupňov), aby sa organický nosič odparil.

 

Krok 4: Primárne metalizačné spekanie – Umiestnite potiahnuté a vysušené keramické časti do vodíkovej- pece s ochrannou atmosférou na spekanie pri vysokej-tete. Teplota spekania je zvyčajne medzi 1300-1500 stupňami (v závislosti od vzorca) a doba zdržania je približne 30-60 minút. Počas procesu spekania sa molybdén{15}}mangánový prášok podrobuje spekaniu a zahusťovanie a súčasne sklená fáza migruje z molybdén{16}}mangánovej vrstvy na keramické rozhranie a reaguje s oxidom hlinitým v keramike za vzniku prechodnej medzifázy. Funkciou vodíkovej atmosféry je znížiť oxidový film na povrchu kovového prášku a podporiť spekaciu aktivitu. Po spekaní vytvorí metalizovaná vrstva silnú chemickú väzbu s keramickou matricou. Krok 5: Pokovovanie niklom. Bezprúdové niklovanie alebo galvanické pokovovanie niklom sa vykonáva na povrchu molybdénmangánovej vrstvy po primárnej metalizácii a spekaní. Pokovovanie niklom má dva účely: jedným je chrániť vrstvu molybdénu a mangánu pred oxidáciou a druhým je poskytnúť spájkovateľný povrch (zmáčavosť spájky na nikel je lepšia ako pri vrstve molybdénu a mangánu). Hrúbka vrstvy pokovovania niklom sa zvyčajne reguluje na 2 až 8 mikrónov. Ak je príliš tenký, môže sa povlak pri zváraní rozpustiť spájkou. Ak je príliš hrubý, môže to byť spôsobené vnútorným stresom.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Kvalita keramických pokovovaných výrobkov sa často odráža v mikroskopických detailoch, ktoré možno pozorovať voľným okom alebo vnímať pomocou jednoduchých testov. Prvým je spojitosť a sila priľnavosti metalizovanej vrstvy -, umiestnite metalizovaný keramický kryt pre výkonové polovodiče pod dobré svetlo a pozorujte ho. Vysokokvalitná-kovová vrstva by mala mať jednotný kovový lesk, jasné a ostré hrany a bez viditeľného odlupovania alebo iných defektov. Pomocou 3M pásky ju nalepte na povrch metalizovanej vrstvy a rýchlo ju odlepte. Nemali by byť prilepené žiadne kovové častice. Druhým je presnosť polohovania pokovovanej oblasti. V prípade rúrkových dielov, ako sú metalizované keramické izolačné rúrky, metalizujúci keramický dielec, rovnomernosť šírky a sústrednosť pokoveného krúžku na konci-priamo určujú spoľahlivosť tesnenia pri zváraní na kovovú prírubu. Nadmerná odchýlka môže viesť k lokálnemu zlyhaniu zvaru alebo pretečeniu spájky. Tretím detailom je kvalita poniklovanej vrstvy - kvalifikovaná poniklovaná vrstva by mala byť v rovnomernom matnom alebo polo{13}}svetlom stave, bez zjavných farebných rozdielov, dier alebo pľuzgierov. V prípade keramického krytu stykača HVDC ponorte poniklovanú{15} keramickú dutinu do štandardného tavidla.

 

Po vybratí si všimnite, že pokovený povrch by mal byť úplne pokrytý tavivom a nie je tam žiadna oblasť- odmietnutia spájky, čo priamo odráža spájkovateľnosť následného spájkovania. Štvrtým detailom je stav keramickej matrice po spekaní - metalizácia a spekanie prechádzajú vysoko-teplotnými cyklami nad 1300 stupňov a nestabilná kvalita keramickej matrice môže spôsobiť mikro-trhliny alebo deformácie. Umiestnite precíznu metalizovanú keramiku naplocho na mramorovú podložku a pomocou spáromeru skontrolujte rovinnosť; pri rúrkových častiach skontrolujte rovnobežnosť oboch koncových plôch. Posledným detailom, ktorý možno ľahko prehliadnuť, je prierezová-štruktúra metalizovanej vrstvy - pozorovať prierez{10}}metalizovanej vrstvy metalografickým mikroskopom. Metalizovaná vrstva-kvalitného produktu by mala byť hustá a bez priechodných{13}odier a rozhranie s keramickým substrátom by malo mať skôr prepojený tvar očného{14}}zubu než rovnú medzeru. Naša spoločnosť vykonáva{16}}kontrolu{16}}po{17}}položke s podrobnosťami uvedenými vyššie pre každú šaržu keramických metalizovaných produktov a uchováva metalografické fotografie a záznamy o skúškach spájkovateľnosti, aby sme zaistili, že každý dodaný produkt spĺňa technické{18}}požiadavky na kvalitu.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Aplikačné odvetvia produktov keramickej metalizácie pokrývajú širokú škálu oblastí od výkonovej elektroniky po novú energetiku, od letectva až po medicínske zariadenia. V odvetví výkonových polovodičov je metalizovaný keramický kryt pre výkonové polovodiče hlavnou súčasťou modulov IGBT, MOSFET a diódového balenia. Moduly IGBT sú široko používané vo frekvenčných meničoch, elektrických zváracích strojoch, indukčnom ohreve a trakčných systémoch železničnej dopravy. Ich keramické plášte musia spĺňať komplexné požiadavky na vysokonapäťovú izoláciu (typická hodnota 1200 V-6500 V), vysokú tepelnú vodivosť a odvod tepla a dlhodobú- spoľahlivosť tepelného cyklu. V oblasti prenosu a distribúcie energie sa keramický kryt HVDC stykača používa v nabíjacích zariadeniach pre elektrické vozidlá, fotovoltaických systémoch skladovania energie a DC rozvodných skriniach. Vysokonapäťové stýkače jednosmerného prúdu musia v podmienkach jednosmerného prúdu spoľahlivo prerušiť poruchový prúd. Kvalita pokovovania keramickej dutiny priamo určuje vzduchotesnosť a zhášanie oblúka stykača. V oblasti elektrických vákuových zariadení sa metalizovaná keramická izolačná trubica používa vo vákuových zhášačoch oblúkov (súčiastky jadra ističov stredného a vysokého napätia), trubiciach s postupnou vlnou, magnetrónoch a röntgenových trubiciach.

 

Metalizované keramické časti si musia zachovať-dlhodobú vzduchotesnosť v prostredí s vysokým vákuom. Pórovitosť metalizovanej vrstvy a vzduchotesnosť zvárania sú kľúčové ukazovatele kvality. V letectve a vo vojenskej oblasti sa vysokopevnostné metalizované keramické komponenty používajú v krytoch vyhľadávačov rakiet, substrátoch satelitných transpondérov a obaloch snímačov leteckých{4}}motorov. Na materiály sú kladené mimoriadne vysoké požiadavky na odolnosť voči vysokej teplote, nárazuvzdornosť a dlhodobú-spoľahlivosť. V oblasti priemyselného riadenia a všeobecnej elektrotechniky zahŕňa Metalizovaná keramika pre elektrické komponenty nízkonapäťové elektrické spotrebiče (ako sú stykače, relé, termostaty), vysokonapäťové spínače, štartéry plynových výbojok a zapaľovacie sviečky. V oblasti zdravotníckych zariadení sa precízna metalizovaná keramika používa pri podávaní-konektorov pre implantovateľné medicínske zariadenia (ako sú kardiostimulátory, neurostimulátory), CT detektory a laserové chirurgické nástroje, ktoré vyžadujú, aby metalizovaná vrstva bola biokompatibilná a mohla prejsť prísnymi sterilizačnými testami.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

My poskytujemeMetalizovaná keramika z oxidu hlinitého{0}}jednorazová služba od tvarovania keramiky, presného brúsenia, metódy molybdén-mangán/metalizácie AMB, pokovovania niklom až po zváranie. Inžiniersky tím môže rýchlo dokončiť návrh plánu procesu podľa vašej úrovne napätia, požiadaviek na vzduchotesnosť a parametrov zváracieho rozhrania. Vitajte na odoslaní výkresov alebo technických špecifikácií na vyhodnotenie procesu a dokovanie vzoriek.