Conoscenza professionale dettagliata del settore della metallizzazione ceramica

 

La metallizzazione ceramica è una speciale tecnologia di trattamento superficiale che forma una densa pellicola metallica sulla superficie di un substrato ceramico per rendere la ceramica saldabile e conduttiva, ottenendo così una connessione affidabile tra ceramica e materiali metallici. L'essenza di questa tecnologia è quella di costruire uno strato intermedio transitorio sulla superficie della ceramica che sia chimicamente stabile e difficile da bagnare mediante saldatura. Questo strato intermedio non solo può reagire chimicamente con la matrice ceramica per formare un legame forte, ma anche formare una buona bagnatura e diffusione con la saldatura metallica, ottenendo così una sigillatura ermetica o un'interconnessione elettrica tra materiali diversi. Nel campo del packaging dei semiconduttori di potenza, l'alloggiamento in ceramica metallizzata per semiconduttori di potenza è un componente chiave dei moduli IGBT, del packaging MOSFET e degli alloggiamenti dei tiristori. Questi prodotti utilizzano un processo di metallizzazione per formare uno strato metallico saldabile in aree specifiche dell'alloggiamento ceramico per l'assemblaggio di saldatura con substrati di rame, telai conduttori o terminali, mentre il corpo ceramico fornisce isolamento elettrico e canali ad alta conduttività termica. Tubi isolanti in ceramica metallizzata La parte in ceramica metallizzata si riferisce a tubi isolanti in ceramica metallizzata e parti in ceramica metallizzata, ampiamente utilizzati in relè ad alta-tensione, ampolle sottovuoto, dispositivi elettrici a vuoto, tubi a raggi X-e altri campi.

 

Lo strato metallizzato si trova solitamente sulla faccia terminale del tubo ceramico o in aree specifiche sulle superfici interna ed esterna e viene utilizzato per la saldatura e la sigillatura con flange metalliche o cavi di elettrodi. Ceramica metallizzata per componenti elettrici è un termine generale per ceramica metallizzata per componenti elettrici, che copre una varietà di scenari applicativi, dai contattori ad alta-tensione agli interruttori elettrici a bassa-tensione. I componenti ceramici metallizzati ad alta-resistenza sono componenti ceramici metallizzati ad alta-resistenza che enfatizzano la forza di legame tra lo strato metallizzato e la matrice ceramica, solitamente utilizzando il metodo al molibdeno-manganese o il metodo di brasatura attiva dei metalli per consentire allo strato metallizzato di resistere a carichi di trazione o taglio senza staccarsi. L'involucro ceramico del contattore HVDC è una cavità ceramica del contattore CC ad alta-tensione. Si tratta di un'applicazione tipica della ceramica metallizzata nel campo della protezione CC ad alta tensione-delle nuove energie. Il suo strato metallizzato viene utilizzato per un collegamento affidabile con il sistema di contatto metallico e il coperchio di tenuta. Allo stesso tempo, l'interno della cavità ceramica deve resistere alla combustione a lungo termine degli archi CC. La ceramica metallizzata di precisione, o ceramica metallizzata di precisione, rappresenta gli standard più elevati del settore in termini di tolleranza dimensionale, precisione di posizione dello strato metallizzato e qualità della superficie. Solitamente vengono utilizzati nel settore aerospaziale, nelle apparecchiature mediche e nei campi di controllo industriale di fascia alta-.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Il processo di produzione della metallizzazione ceramica è un sistema tecnico che prevede molteplici collegamenti di controllo di precisione. La seguente descrizione considera la metallizzazione del molibdeno-manganese delle ceramiche di allumina come un tipico flusso di processo. Fase 1: Preparazione della matrice ceramica – Mescolare la polvere di allumina con additivi quali leganti, plastificanti e disperdenti per formare un impasto liquido e ottenere un corpo verde della forma desiderata mediante colata su nastro, pressatura a secco o pressatura isostatica. La colata su nastro è adatta per la produzione di substrati ceramici sottili di grandi-dimensioni, la pressatura a secco è adatta per parti a pareti spesse-di piccole e medie dimensioni e la pressatura isostatica è adatta per parti in ceramica tubolari o di forma speciale-. Il corpo verde viene essiccato e sgommato (riscaldato lentamente a 400-600 gradi per rimuovere la materia organica), quindi sinterizzato in un forno ad alta temperatura (la ceramica di allumina è a circa 1600-1700 gradi) per ottenere una matrice ceramica densa. La matrice ceramica sinterizzata deve essere rettificata in superficie o lavorata perifericamente per soddisfare i requisiti di tolleranza dimensionale.

Fase 2: Preparazione dell'impasto liquido metallizzato – Pesare la polvere di molibdeno, la polvere di manganese e gli additivi (come silice, ossido di alluminio, ossido di magnesio e altri fondenti) secondo la formula, mescolarli, aggiungere trasportatori organici (terpineolo, etilcellulosa, ecc.) e macinare per ottenere un impasto liquido con viscosità adeguata. Il contenuto solido, la dimensione delle particelle e le proprietà reologiche dell'impasto liquido influenzano direttamente lo spessore, la densità e il ritiro da sinterizzazione dello strato di metallizzazione. Passaggio 3: rivestimento dello strato di metallizzazione – Applicare la sospensione di metallizzazione sull'area predeterminata del substrato ceramico mediante serigrafia, spruzzatura, immersione o spazzolatura. Per gli alloggiamenti in ceramica metallizzata per semiconduttori di potenza, la serigrafia viene spesso utilizzata per ottenere un controllo preciso sulla forma e sulla posizione delle aree metallizzate. Per i tubi isolanti in ceramica metallizzata che metallizzano le parti in ceramica, la metallizzazione delle pareti interne o esterne delle parti tubolari utilizza solitamente processi di rivestimento per immersione o spruzzatura, combinati con speciali utensili protettivi. Le parti rivestite devono essere essiccate in un forno (circa 100-150 gradi) per volatilizzare il vettore organico.

 

Fase 4: Sinterizzazione di metallizzazione primaria: posizionare le parti ceramiche rivestite ed essiccate in un forno con atmosfera protettiva di idrogeno- per la sinterizzazione ad alta-temperatura. La temperatura di sinterizzazione è solitamente compresa tra 1300-1500 gradi (a seconda della formula) e il tempo di mantenimento è di circa 30-60 minuti. Durante il processo di sinterizzazione, la polvere di molibdeno-manganese subisce una densificazione della sinterizzazione e, allo stesso tempo, la fase vetrosa migra dallo strato di molibdeno-manganese all'interfaccia ceramica e reagisce con l'allumina nella ceramica per formare una fase intermedia di transizione. La funzione di un'atmosfera di idrogeno è quella di ridurre la pellicola di ossido sulla superficie della polvere metallica e promuovere l'attività di sinterizzazione. Dopo la sinterizzazione, lo strato di metallizzazione forma un forte legame chimico con la matrice ceramica. Passaggio 5: nichelatura. La nichelatura chimica o nichel galvanico viene eseguita sulla superficie dello strato di molibdeno e manganese dopo la metallizzazione primaria e la sinterizzazione. La nichelatura ha due scopi: uno è proteggere lo strato di molibdeno-manganese dall'ossidazione e l'altro è fornire una superficie saldabile (la bagnabilità della saldatura su nichel è migliore di quella dello strato di molibdeno-manganese). Lo spessore dello strato di nichelatura è solitamente controllato a 2-8 micron. Se è troppo sottile, il rivestimento potrebbe essere sciolto dalla lega durante la saldatura. Se è troppo spesso, potrebbe essere causato da uno stress interno.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

La qualità dei prodotti ceramici metallizzati si riflette spesso in dettagli microscopici che possono essere osservati ad occhio nudo o percepiti attraverso semplici test. Il primo è la continuità e la forza di adesione dello strato di metallizzazione - posiziona l'alloggiamento in ceramica metallizzata per semiconduttori di potenza sotto una buona luce e osservalo. Uno strato di metallizzazione di alta-qualità deve avere una lucentezza metallica uniforme, bordi netti e netti e nessuna scrostatura visibile o altri difetti. Usa il nastro 3M per attaccarlo sulla superficie dello strato metallizzato e staccalo rapidamente. Non dovrebbero esserci particelle metalliche attaccate. Il secondo è la precisione di posizionamento dell'area metallizzata. Per le parti tubolari come i tubi isolanti in ceramica metallizzata, la parte in ceramica metallizzata, l'uniformità della larghezza e la concentricità dell'anello metallizzato della faccia terminale-determinano direttamente l'affidabilità della tenuta durante la saldatura alla flangia metallica. Una deviazione eccessiva può portare a problemi locali di saldatura o a traboccamenti della saldatura. Il terzo dettaglio è la qualità dello strato di nichelatura - uno strato di nichelatura qualificato dovrebbe essere in uno stato uniforme opaco o semi-lucido, senza evidenti differenze di colore, fori di spillo o bolle. Per l'involucro ceramico del contattore HVDC, immergere la cavità ceramica nichelata-nel flusso standard.

 

Dopo averlo estratto, osserva che la superficie metallizzata deve essere completamente coperta dal flusso e non è presente alcuna area di rifiuto della saldatura-, che riflette direttamente la saldabilità della saldatura successiva. Il quarto dettaglio è lo stato della matrice ceramica dopo la sinterizzazione - la metallizzazione e la sinterizzazione vengono sottoposte a cicli ad alta-temperatura superiore a 1300 gradi e la qualità instabile della matrice ceramica può causare micro-fessure o deformazioni. Posizionare la ceramica metallizzata di precisione su una piattaforma di marmo e utilizzare uno spessimetro per verificare la planarità; per le parti tubolari verificare il parallelismo di entrambe le facce terminali. L'ultimo dettaglio che viene facilmente trascurato è la struttura della sezione trasversale dello strato di metallizzazione - osservare la sezione trasversale dello strato di metallizzazione attraverso un microscopio metallografico. Lo strato di metallizzazione di un prodotto di alta-qualità dovrebbe essere denso e senza fori passanti-e l'interfaccia con il substrato ceramico dovrebbe presentare una forma a incastro a dente canino-piuttosto che uno spazio rettilineo. La nostra azienda conduce ispezioni articolo-per-articolo dei dettagli di cui sopra per ogni lotto di prodotti metallizzati in ceramica e conserva foto metallografiche e registrazioni dei test di saldabilità per garantire che ogni prodotto consegnato soddisfi i requisiti di qualità a livello di ingegneria-.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Le industrie applicative dei prodotti di metallizzazione ceramica coprono un'ampia gamma di campi, dall'elettronica di potenza alle nuove energie, dall'aerospaziale ai dispositivi medici. Nel settore dei semiconduttori di potenza, l'alloggiamento in ceramica metallizzata per semiconduttori di potenza è un componente fondamentale dei moduli IGBT, dei MOSFET e del packaging dei diodi. I moduli IGBT sono ampiamente utilizzati nei convertitori di frequenza, nelle saldatrici elettriche, nel riscaldamento a induzione e nei sistemi di trazione ferroviaria. I loro gusci in ceramica devono soddisfare i requisiti completi di isolamento ad alta-tensione (valore tipico 1200 V-6500 V), elevata conduttività termica e dissipazione del calore e affidabilità del ciclo termico a lungo-termine. Nel campo della trasmissione e distribuzione di potenza, l'involucro ceramico dei contattori HVDC viene utilizzato negli impianti di ricarica dei veicoli elettrici, nei sistemi di accumulo dell'energia fotovoltaica e negli armadi di distribuzione DC. I contattori CC ad alta-tensione devono interrompere in modo affidabile la corrente di guasto in condizioni CC. La qualità della metallizzazione della cavità ceramica determina direttamente la tenuta all'aria e le prestazioni di estinzione dell'arco del contattore. Nel campo dei dispositivi elettrici per il vuoto, la parte ceramica metallizzata per tubi isolanti in ceramica viene utilizzata negli estintori ad arco sottovuoto (componenti principali degli interruttori automatici di media e alta tensione), tubi a onde progressive, magnetron e tubi a raggi X.

 

Le parti in ceramica metallizzata devono mantenere l'ermeticità a lungo-termine negli ambienti ad alto vuoto. La porosità dello strato metallizzato e l'ermeticità della saldatura sono indicatori chiave di qualità. Nei campi aerospaziale e militare, i componenti ceramici metallizzati ad alta resistenza vengono utilizzati negli involucri dei cercatori di missili, nei substrati dei transponder satellitari e negli imballaggi dei sensori dei motori aeronautici. Esistono requisiti estremamente elevati per la resistenza alle alte temperature dei materiali, la resistenza agli urti e l'affidabilità a lungo-termine. Nei settori del controllo industriale e dell'elettricità generale, la ceramica metallizzata per componenti elettrici copre apparecchi elettrici a bassa-tensione (come contattori, relè, termostati), interruttori ad alta-tensione, dispositivi di avviamento per lampade a scarica di gas e candele. Nel campo delle apparecchiature mediche, la ceramica metallizzata di precisione viene utilizzata nei connettori passanti-per dispositivi medici impiantabili (come pacemaker, neurostimolatori), rilevatori CT e strumenti chirurgici laser, che richiedono che lo strato di metallizzazione sia biocompatibile e in grado di superare severi test di sterilizzazione.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ForniamoCeramica metallizzata con alluminaservizio completo-dallo stampaggio della ceramica, alla rettifica di precisione, al metodo al molibdeno-manganese/metallizzazione AMB, dalla nichelatura all'assemblaggio di saldatura. Il team di ingegneri può completare rapidamente la progettazione del piano di processo in base al livello di tensione, ai requisiti di tenuta all'aria e ai parametri dell'interfaccia di saldatura. Benvenuti a presentare disegni o specifiche tecniche per la valutazione del processo e l'aggancio dei campioni.