Razumijevanje metaliziranih keramičkih komponenti u HVDC kontaktorima

1.1 Visoke električne performanse
Metalizirane keramičke komponente za električne komponente nude izvrsna svojstva električne izolacije. Sama keramička podloga dobar je izolator, a s metaliziranim slojem može učinkovito provoditi električnu struju uz zadržavanje visokog-naponskog otpora. U HVDC kontaktorima, gdje naponi mogu biti iznimno visoki, ovo je svojstvo bitno. Na primjer, u HVDC sustavu s naponom od 1500 V, keramička metalizacija u kontaktoru može izdržati tako visoki napon bez kvara, osiguravajući stabilan rad cijelog električnog sustava.
1.2 Toplinska stabilnost
Napredna keramika koja se koristi u Ceramic to Metal ima nizak koeficijent toplinskog širenja. To znači da mogu zadržati svoj oblik i učinkovitost čak i kada su izloženi značajnim temperaturnim promjenama. U HVDC kontaktorima, tijekom rada, može doći do stvaranja velike količine topline zbog visokog-protoka struje. Metalizirana keramika može učinkovito raspršiti ovu toplinu i spriječiti oštećenja-izazvana toplinskim stresom. Na primjer, u industrijskom postrojenju gdje HVDC kontaktor radi u okruženju visoke-temperature, može osigurati normalan rad kontaktora bez deformacije ili degradacije performansi.
1.3 Mehanička čvrstoća
Kombinacija keramike i metala u komponentama rezultira visokom mehaničkom čvrstoćom. Keramika je poznata po svojoj tvrdoći i lomljivosti, dok metalizirani sloj dodaje duktilnost. Zbog toga su komponente prikladne za upotrebu u HVDC sklopnicima, koji u nekim primjenama mogu biti podložni mehaničkim vibracijama i udarcima. Na primjer, u električnim lokomotivama gdje su HVDC kontaktori izloženi vibracijama tijekom rada, jaka metalizirana aluminijeva keramika za električne komponente može izdržati te mehaničke sile i održati svoj integritet.

2.1 Metalizirane keramičke podloge
Metalizirana aluminijeva keramika za električne komponente naširoko se koristi u HVDC kontaktorima. Oni pružaju stabilnu platformu za montažu električnih komponenti. Metalizirani sloj na keramičkoj podlozi može se koristiti za lemljenje električnih vodiča, čime se osigurava pouzdana električna veza. U visoko{3}}snažnom HVDC kontaktoru za sustav proizvodnje energije vjetra, metalizirana keramička podloga može podržati različite električne komponente i učinkovito prenositi električne signale.
2.2 Strukturalni dijelovi od metalizirane keramike
Ovi dijelovi obavljaju funkcije kao što su zaštita, hermetičko brtvljenje, podrška i izolacija u HVDC kontaktorima. Na primjer, metalizirana keramika koja se koristi u kućištu kontaktora može zaštititi unutarnje električne komponente od prašine, vlage i drugih čimbenika okoline. Njegova funkcija hermetičkog brtvljenja također je ključna u HVDC kontaktorima, posebno u primjenama gdje kontaktor mora raditi u zatvorenom okruženju kako bi se spriječio ulazak štetnih tvari.

ProizvodnjaMetalizirane keramičke komponenteza električne komponente za HVDC kontaktore uključuje nekoliko koraka. Prvo, keramički supstrat je pažljivo odabran na temelju njegovih električnih, toplinskih i mehaničkih svojstava. Zatim počinje proces metalizacije. Jedna uobičajena metoda je Mo - Mn metoda, koja se temelji na vatrostalnom metalnom prahu Mo, dopiranju male količine Mn niske - točke taljenja - formule za metalizaciju. Na keramičku površinu dodaje se vezivni premaz, a zatim se vrši sinteriranje kako bi se formirao metalizirani sloj. Druga metoda je Direct Bond Copper (DBC), koja spaja bakrenu foliju na keramičku površinu. To se postiže uvođenjem kisika između Cu i keramike, stvaranjem Cu/O eutektičke tekuće faze na 1065 - 1083 stupnju, a zatim reakcijom s keramičkom bazom i bakrenom folijom u obliku CuAlO2 ili Cu(AlO2)2, ostvarujući vezu između bakrene folije i keramičke matrice.