A nagyfeszültségű egyenáramú (HVDC) elektromos rendszerekben, különösen az új energetikai járművekben, a töltési infrastruktúrában és az energiatárolókban, soha nem látott követelményeket támasztanak a magkapcsoló eszközök, például a HVDC mágneskapcsolók megbízhatóságával és élettartamával szemben.
Ezeknek az eszközöknek a teljesítménybeli szűk keresztmetszete gyakran nem magából az elektromágneses kialakításból, hanem a bennük lévő kritikus interfészből adódik, amely az elektromos csatlakozásokat, a nagy-feszültségű szigetelést és a hermetikusan zárt burkolatokat kezeli: a kerámia szigetelő és a fémvezető közötti állandó kötési terület.
A szerves anyagok hagyományos eljárásokkal történő egyszerű mechanikus összeszerelése vagy ragasztása nagymértékben érzékeny a tönkremenetelre hosszú távú elektrotermikus igénybevétel és zord környezeti feltételek mellett.
Ezért a kerámia -fém csomagolási technológia kifinomultsága közvetlenül meghatározza a teljesítmény-félvezetők és a kontaktormodulok végső teljesítményét.
A nagy teljesítményű-kerámia---fém csomagolás megvalósításának kiindulópontja az anyagrendszerek mélyreható megértésében és pontos kiválasztásában rejlik. Ennek lényege egy precíziós fémezett kerámia szerkezet, amely általában három részből áll:
Nagy-tisztaságú alumínium-oxid kerámia hordozó (pl. 95% alumínium-oxid): Fő szigetelő- és szerkezeti elemként értéke kiváló dielektromos szilárdságában, nagy hővezető képességében, kiváló hőstabilitásában és mechanikai szilárdságában rejlik. Stabil fizikai és kémiai platformot biztosít a fémezett kerámia alkatrészekhez.
Precíziós fémezési réteg: Ez a kerámia fémezési folyamatának fő eredménye. Azáltal, hogy a kerámia felületén vékony fémfilmet (gyakran molibdén- vagy volfrám{1}}alapú ötvözetet) képez, amely szorosan kötődik a hordozóhoz a kerámia felületén, ez a réteg funkcionális átalakulást ér el szigetelőből vezetővé, ideális kohászati kötőfelületet biztosítva a későbbi forrasztáshoz. A kiváló minőségű fémezett kerámiákhoz a fémezett rétegnek kiváló tapadási szilárdsággal, forraszthatósággal és a kerámiával megegyező hőtágulási együtthatóval kell rendelkeznie.
Fémvezetők (például nagy-vezetőképességű oxigén-mentes réz vagy Kovar-ötvözet): Áramhordozóként vagy szerkezeti csatlakozóként magas hőmérsékleten keményforrasztják őket, hogy légmentes, nagy szilárdságú kohászati kötést alkossanak a fémréteggel, ami végső soron egy teljes alumínium-oxid fémes kerámia szerelvényt alkot.
A kerámiák és fémek megbízható összekapcsolásának alapvető technológiája a magas hőmérsékletű-aktív fémforrasztás. Ez az eljárás távol áll a szokásos hegesztéstől; Ez egy precíziós kohászati eljárás, amelyet vákuumban vagy védőatmoszférában hajtanak végre speciális keményforrasztási töltőanyagokkal, amelyek aktív elemeket, például titánt és cirkóniumot tartalmaznak.
Magas hőmérsékleten ezek az aktív elemek hatékonyan nedvesítik a kerámia felületet, és kémiai reakcióba lépve átmeneti réteget képeznek, így atomi szintű kötés jön létre a keményforrasztási töltőanyag, a fémezett réteg és a kerámia között.
Ez a folyamat kulcsfontosságú a nagy-szilárdságú fémezett kerámia alkatrészek gyártásához, amely meghatározza a végtermék hermetikusságát, mechanikai szilárdságát és hosszú távú hőciklus-megbízhatóságát.
Az ezzel az eljárással előállított precíziós fémezett alumínium-oxid kerámia alkatrészek rendkívül magas szivárgási arányt érnek el, biztosítva a belső közeg hosszú távú stabilitását{0}}.
Ezért ezek a fejlett fémezett kerámiák elektromos alkatrészekhez váltak az előnyben részesített megoldásokká a rendkívül szigorú megbízhatósági követelményeket támasztó területeken, mint például a gyorstöltő relék 800 V-os platformokhoz az új energetikai járművekben, az egyenáramú megszakítók az energiatároló rendszerekben és a csúcskategóriás ipari frekvenciaváltók.
Ezek nem csak ideális választásokFémezett kerámia ház teljesítmény félvezetőkhöz, hanem kulcsfontosságú alapelemek is, amelyek a nagyfeszültségű elektromos rendszereket{0}}nagyobb teljesítménysűrűség és hosszabb élettartam felé hajtják.
lépjen kapcsolatba velünk
