Metalliseeritud keraamiliste komponentide materjalid uue energiaga sõidukites: võimalikud rakendused

Elektrisõidukites mängivad suure{0}võimsusega pakkeseadmed võtmerolli sõiduki kiiruse reguleerimisel ning vahelduvvoolu ja alalisvoolu salvestamisel ja muundamisel. Kuid kõrge sagedusega -termotsüklid seavad elektroonikapakendite soojuse hajumisele ranged nõuded. Samal ajal nõuavad töökeskkonna keerukus ja mitmekesisus, et metalliseeritud keraamiliste komponentide pakkematerjalidel oleks hea termiline löögikindlus ja suur tugevus, et see mängiks toetavat rolli.

Praegu on peamiste masstootmise ja laialdaselt{0}}kasutatavate keraamiliste substraatide hulka Al₂O3, BeO, SiC, Si₃N4, AlN jne. Nende hulgas on räninitriid nii kodu- kui ka välismaal tunnustatud kui parim metalliseeritud keraamika materjal, millel on üldine jõudlus, näiteks kõrge soojusjuhtivus ja kõrge usaldusväärsus. Kuid üldiselt on selliste omaduste nagu soojusjuhtivus, kulumiskindlus ja mehaanilised omadused poolest nii Si₃N₄ kui ka AlN keraamilised aluspinnad muutunud substraadimaterjalideks, mis väärivad tulevikus tähelepanu. 

Elektrooniline juhtimistehnoloogia on oluline märk uute energiasäästlike{0}}elektrisõidukite arengutaseme mõõtmiseks. Kõrgepinge-alalisvoolu keraamilise metallistamise releed on elektrooniliste juhtimissüsteemide põhikomponendid. Kõrgepingeliste alalisvoolu vaakumreleedel on vaakumkambrid, mis on suletud metalli ja keraamikaga. Keraamilised metallist isolaatorid on libistatavalt ühendatud liikuvate kontaktkomponentide ja tõukurvarraste vahel. See hoiab liikuvad ja staatilised kontaktid heas elektriisolatsioonis magnetahela süsteemiga, mille moodustavad osad, nagu relee magnetikiplaadid ja raudsüdamikud, olenemata sellest, kas need on sisse lülitatud või välja lülitatud. See tagab relee kaare{8}}murdevõime kõrgepinge-alalisvoolu koormuste lülitamisel. Kaared on sõiduki isesüttimise peamine põhjus. Ainult "kaarevaba" lülitusega releetooted võivad "iseenesliku põlemise" probleemi põhimõtteliselt lahendada.

Nüüd, kui autotööstus areneb edasi ja inimeste nõudmised sõidukitele keskkonnakaitse, energiatõhususe, ohutuse ja mugavuse osas aina tõusevad, muutuvad ka automaterjalid pidevalt. Eriti elektrifitseerimislaines on autode süsteemikujundus läbi teinud maad{1}}rappuvad muutused. Täiustatud keraamilised metalliseerimise materjalid on aeglaselt tekkimas uute energiasõidukite osade rakendamisel.

Täiustatud metalliseeritud keraamilised materjalid koosnevad ioonsetest või kovalentsetest sidemetest. Seega on neil suurepärased omadused, nagu kõrge tugevus, kõrge kõvadus, kõrge temperatuurikindlus, kulumiskindlus, korrosioonikindlus ja hea biosobivus. Kuid kuna enamik keraamilisi pulbreid on ioonsed või kovalentsed ühendid, nõuavad traditsioonilised paagutamisprotsessid tiheda metalliseerimise keraamiliste materjalide valmistamiseks kõrgemat paagutamistemperatuuri ja pikemat säilitusaega. See toob paratamatult kaasa terade jämeduse ja jääkpoorid, mis omakorda mõjutavad keraamiliste materjalide toimivust.

Selliste probleemide lahendamiseks on kõige olulisem lüli paagutamine. Praegu on Metallized Ceramics materjaliteadlaste pidev eesmärk, kuidas saavutada materjalide kiire tihendamine madalamatel paagutamistemperatuuridel ja toota keraamilisi plokke, mis on täielikult-poorivabad, ühtlase struktuuri, peente teradega ja tugevdatud terapiiridega. Keraamiliste paagutamisseadmete ja -tehnoloogia innovatsioon on kõige kriitilisem tegur täiustatud keraamiliste materjalide jõudluse edasiseks parandamiseks.

Selles kontekstis paistavad meie keraamilised metalliseerimised silma võtmelahendusena. Need komponendid ühendavad täiustatud keraamika suurepärased omadused metallide juhtivusega, muutes need väga sobivaks uute energiasõidukite nõudlikesse keskkondadesse. Neid saab kasutada kõrge-elektroonilistes pakendites, kus nende kõrge soojusjuhtivus-, mis on saadud esmaklassilistest keraamilistest aluspindadest, nagu Si₃N₄ ja AlN-, tagab tõhusa soojuse hajumise kõrgsageduslike -soojustsüklite ajal. Nende tugev mehaaniline tugevus ja vastupidavus termilisele šokile muudavad need ideaalseks ka põhiliste elektrooniliste osade toetamiseks ja kaitsmiseks keerulistes töötingimustes.​

Veelgi enam, meieMetalliseeritud keraamilised komponendidon toodetud täiustatud paagutamistehnoloogiate abil, mis käsitlevad traditsiooniliste protsesside probleeme. Need saavutavad kõrge tiheduse suhteliselt madalamatel temperatuuridel, mille tulemuseks on peened ja ühtlased terad, mille poorid on minimaalsed. See mitte ainult ei säilita keraamikale omaseid eeliseid, vaid tagab ka ühtlase jõudluse, muutes selle usaldusväärseks valikuks uute energiasõidukite erinevate kriitiliste osade jaoks. Kuna autotööstus liigub jätkuvalt elektrifitseerimise suunas, on meie metalliseeritud keraamika valmis mängima üha olulisemat rolli uute energiasõidukite tõhususe, ohutuse ja vastupidavuse suurendamisel.