Metalización de cerámicas de alúmina

Metalización de cerámicas de alúmina

En el contexto de la rápida evolución de los nuevos sistemas de energía hacia un voltaje más alto y una mayor confiabilidad, los contactores HVDC (corriente directa de alto voltaje) se enfrentan a requisitos más altos para su estructura de aislamiento interno y componentes de conexión conductores. La tecnología de metalización cerámica de alúmina, como puente clave que conecta aisladores cerámicos y conductores metálicos, se está convirtiendo en un componente insustituible de los componentes centrales de los contactores HVDC. Esta metalización de cerámicas de alúmina, basada en cerámica de alúmina de alta-pureza, logra una unión de alta-resistencia entre la cerámica y el metal a través de un proceso de metalización de precisión, y se usa ampliamente en componentes estructurales de contactores en vehículos eléctricos de nueva energía, sistemas de almacenamiento de energía y aparamenta de alto-voltaje.
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Descripción de productos

 

metallization of alumina ceramics

La metalización de cerámicas de alúmina logra esencialmente una función compuesta de "aislamiento + conexión conductora" al formar una capa metálica densa y estable sobre la superficie cerámica, lo que permite soldar o soldar conexiones con componentes estructurales metálicos.

Los componentes estructurales típicos incluyen:

Matriz cerámica de alúmina de alta-pureza (Al₂O₃)

Capa de metalización (Mo-Mn u otros sistemas de aleación)

Capa protectora chapada en níquel/oro (que mejora la soldabilidad y la resistencia a la oxidación)

Esta estructura es ampliamente utilizada en contactores HVDC para:

Terminales de aislamiento aislados

Estructura de aislamiento de arco

Camino conductor sellado

Estructura de salida de alto-voltaje-

Ventajas de fabricación: un circuito cerrado digital desde el polvo hasta la hermeticidad
 
 

Fundición fundida/moldeo graduado por prensado en seco

Utilizando el proceso de moldeo más adecuado para contactores de cerámica metalizada de alúmina de diferentes estructuras para garantizar una densidad uniforme.

 
 
 

Sinterización en atmósfera de reducción controlada

La sinterización por metalización a alta-temperatura en una atmósfera mixta de hidrógeno o nitrógeno-hidrógeno garantiza que la capa de metal esté libre de oxidación-y sea altamente reactiva.

 
 
 

Rectificado automatizado de alta-precisión

El rectificado superficial de precisión de las caras de los extremos de Precision Metalized Ceramics garantiza una consistencia a nivel de micras-en los espacios de soldadura fuerte.

 

metallization of alumina ceramics

Ventajas de la aplicación: Cobertura total desde vehículos de pasajeros hasta centrales eléctricas de almacenamiento de energía
 
 
 

Contactores de circuito principal de vehículos de nueva energía

Los principales relés positivo/negativo de las baterías deben soportar un voltaje de 400 V-800 V CC y cientos de amperios de corriente continua. El valor principal de los mecanizados de precisión de piezas cerámicas de alúmina en estas condiciones operativas radica en el hecho de que incluso después de años de conducción en ambientes húmedos o con niebla salina, las uniones metalizadas y soldadas no tendrán fugas debido a la corrosión. Esta confiabilidad es inalcanzable utilizando plásticos de ingeniería o soluciones de sellado de vidrio.

 
 

Contactores de pila de carga de CC

Las pilas de carga se conectan y desconectan con frecuencia, lo que hace que los contactores funcionen docenas de veces al día y el ambiente exterior experimenta grandes diferencias de temperatura. Las cerámicas de alúmina metalizada para componentes eléctricos enfrentan este desafío con su alta resistencia al choque térmico-cuando pasa una gran corriente durante el arranque en un ambiente de -30 grados, la interfaz cerámica metalizada no fallará debido al estrés térmico.

 
 

Sistema de almacenamiento de energía fotovoltaica Contactores laterales de CC

Los contenedores de almacenamiento de energía tienen altas temperaturas internas y polvo, y el sistema requiere un funcionamiento sin mantenimiento-durante más de 15 años. Cerámica metalizada para componentes eléctricos, aislada de la contaminación externa en una estructura completamente sellada, y la resistencia al envejecimiento de la cerámica en sí supera con creces la de los materiales orgánicos, lo que la convierte en una opción inevitable para los sistemas de almacenamiento de energía de larga-vida útil.

 
 

Aplicaciones de CC industriales y tránsito ferroviario

Los convertidores de tracción y los contactores de CC en las fuentes de alimentación de rectificadores industriales tienen requisitos más altos de resistencia a vibraciones y golpes. La alta fuerza de unión de la capa de metalización garantiza que no se produzca desprendimiento por fatiga en entornos de vibración continua.

 

Production Technology and Application of HVDC Contactor metallization of alumina ceramics

Visualización detallada

 

Morfología de la sección transversal-de metalización

La microscopía metalográfica revela una interfaz de gradiente entre la capa de molibdeno-manganeso y el sustrato de Cerámica metalizada para electricidad, sin grietas macroscópicas ni delaminación; el niquelado es denso y uniforme.

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Caracterización TEM de la fase de interfaz.

Las imágenes de microscopía electrónica de transmisión muestran la región de interdifusión en la interfaz de Cerámica metalizada de alúmina para aplicaciones electrónicas y la transición continua de la estructura de la red cristalina.

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Curva de prueba de herrilidad

Se muestran datos en tiempo real-de la detección de fugas por espectrometría de masas de helio, con una tasa de fuga estable en el nivel de 10⁻⁹ Pa·m³/s y sin tendencia a decaer.

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Herrilidad después del ciclo de temperatura

Los datos de detección de fugas después de 1000 ciclos de -55 grados ↔+150 grados demuestran la estabilidad a largo plazo de la unión de la interfaz.

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Calidad de la sección de alardear

El relleno uniforme de la costura soldada, sin huecos ni grietas, y el excelente ángulo de humectación, demuestran la soldabilidad de la capa de metalización.

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Details Presentation of HVDC Contactor metallization of alumina ceramics

 

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Si está evaluando la confiabilidad-a largo plazo y la optimización estructural de clavesmetalización de cerámicas de alúminade un contactor HVDC, podemos brindar soporte de diseño y proceso correspondiente basado en las condiciones operativas reales para ayudarlo a lograr una mayor redundancia de seguridad y eficiencia de ingeniería a nivel del sistema.


Mr Terry from Xiamen Apollo

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