Conhecimento profissional detalhado da indústria de metalização cerâmica

 

A metalização cerâmica é uma tecnologia especial de tratamento de superfície que forma uma película metálica densa na superfície de um substrato cerâmico para tornar a cerâmica soldável e condutora, conseguindo assim uma conexão confiável entre cerâmica e materiais metálicos. A essência desta tecnologia é construir uma camada intermediária de transição na superfície da cerâmica que seja quimicamente estável e difícil de molhar pela solda. Esta camada intermediária pode não apenas reagir quimicamente com a matriz cerâmica para formar uma ligação forte, mas também formar uma boa umectação e difusão com a solda metálica, conseguindo assim uma vedação hermética ou interconexão elétrica entre materiais diferentes. No campo de embalagens de semicondutores de potência, a caixa de cerâmica metalizada para semicondutores de potência é um componente chave dos módulos IGBT, embalagens MOSFET e caixas de tiristores. Esses produtos utilizam um processo de metalização para formar uma camada de metal soldável em áreas específicas do invólucro cerâmico para montagem de solda com substratos de cobre, estruturas de chumbo ou terminais, enquanto o corpo cerâmico fornece isolamento elétrico e canais de alta condutividade térmica. Tubos isolantes cerâmicos metalizados A peça cerâmica metalizada refere-se a tubos isolantes cerâmicos metalizados e peças cerâmicas metalizadas, que são amplamente utilizados em relés de alta-tensão, interruptores a vácuo, dispositivos elétricos a vácuo, tubos-de raios X e outros campos.

 

A camada metalizada geralmente está localizada na face final do tubo cerâmico ou em áreas específicas nas superfícies interna e externa e é utilizada para soldagem e vedação com flanges metálicos ou cabos de eletrodo. Cerâmica Metalizada para Componentes Elétricos é um termo geral para cerâmica metalizada para componentes elétricos, abrangendo uma variedade de cenários de aplicação, desde contatores de alta-tensão até interruptores elétricos de baixa-tensão. Componentes cerâmicos metalizados de alta-resistência são componentes cerâmicos metalizados de alta-resistência que enfatizam a resistência da ligação entre a camada metalizada e a matriz cerâmica, geralmente usando o método de molibdênio-manganês ou método de brasagem de metal ativo para permitir que a camada metalizada resista a cargas de tração ou cisalhamento sem descascar. O invólucro cerâmico do contator HVDC é uma cavidade cerâmica do contator CC de alta-tensão. É uma aplicação típica de cerâmica metalizada no campo de proteção CC de alta-nova energia. Sua camada metalizada é utilizada para conexão confiável com o sistema de contato metálico e tampa de vedação. Ao mesmo tempo, o interior da cavidade cerâmica precisa resistir à queima-longa de arcos CC. A cerâmica metalizada de precisão, ou cerâmica metalizada de precisão, representa os mais elevados padrões da indústria em termos de tolerância dimensional, precisão de posição da camada metalizada e qualidade de superfície. Eles geralmente são usados ​​em campos aeroespaciais, de equipamentos médicos e de controle industrial-de alta tecnologia.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O processo de fabricação da metalização cerâmica é um sistema técnico que envolve múltiplos elos de controle de precisão. A descrição a seguir considera a metalização de molibdênio-manganês de cerâmicas de alumina como um fluxo de processo típico. Etapa 1: Preparação da matriz cerâmica – Misture o pó de alumina com aditivos como ligantes, plastificantes e dispersantes para formar uma pasta e obter um corpo verde com o formato desejado por meio de moldagem de fita, prensagem a seco ou prensagem isostática. A fundição de fita é adequada para a produção de substratos cerâmicos finos de grande-tamanho, a prensagem a seco é adequada para peças de paredes grossas-de tamanho pequeno e médio-e a prensagem isostática é adequada para peças cerâmicas tubulares ou-de formato especial. O corpo verde é seco e degomado (aquecido lentamente a 400-600 graus para remover a matéria orgânica) e depois sinterizado em um forno de alta temperatura (a cerâmica de alumina tem cerca de 1600-1700 graus) para obter uma matriz cerâmica densa. A matriz cerâmica sinterizada precisa ser retificada superficialmente ou processada perifericamente para atender aos requisitos de tolerância dimensional.

Passo 2: Preparação da pasta metalizada – Pesar pó de molibdênio, pó de manganês e aditivos (como sílica, óxido de alumínio, óxido de magnésio e outros fundentes) de acordo com a fórmula, misturá-los, adicionar transportadores orgânicos (terpineol, etilcelulose, etc.) e moer para fazer uma pasta pastosa com viscosidade apropriada. O conteúdo sólido, o tamanho das partículas e as propriedades reológicas da pasta afetam diretamente a espessura, a densidade e o encolhimento de sinterização da camada de metalização. Etapa 3: Revestimento da camada de metalização – Aplicar a pasta de metalização na área pré-determinada do substrato cerâmico por meio de serigrafia, pulverização, imersão ou pincel. Para invólucros cerâmicos metalizados para semicondutores de potência, a serigrafia é frequentemente usada para obter controle preciso sobre a forma e a posição das áreas metalizadas. Para tubos isolantes cerâmicos metalizados que metalizam peças cerâmicas, a metalização das paredes internas ou externas das peças tubulares geralmente utiliza processos de revestimento por imersão ou pulverização, combinados com ferramentas de proteção especiais. As peças revestidas precisam ser secas em estufa (cerca de 100-150 graus) para volatilizar o transportador orgânico.

 

Etapa 4: Sinterização por metalização primária – Coloque as peças cerâmicas revestidas e secas em um forno com atmosfera-protetora de hidrogênio para sinterização-em alta temperatura. A temperatura de sinterização geralmente está entre 1.300-1.500 graus (dependendo da fórmula) e o tempo de retenção é de cerca de 30-60 minutos. Durante o processo de sinterização, o pó de molibdênio-manganês sofre densificação de sinterização e, ao mesmo tempo, a fase vítrea migra da camada de molibdênio-manganês para a interface cerâmica e reage com a alumina na cerâmica para formar uma fase intermediária de transição. A função de uma atmosfera de hidrogênio é reduzir o filme de óxido na superfície do pó metálico e promover a atividade de sinterização. Após a sinterização, a camada de metalização forma uma forte ligação química com a matriz cerâmica. Etapa 5: Niquelagem. O revestimento de níquel eletrolítico ou galvanoplastia de níquel é realizado na superfície da camada de molibdênio manganês após metalização primária e sinterização. O revestimento de níquel tem dois propósitos: um é proteger a camada de molibdênio-manganês da oxidação e o outro é fornecer uma superfície soldável (a molhabilidade da solda ao níquel é melhor do que a da camada de molibdênio-manganês). A espessura da camada de níquel é geralmente controlada em 2-8 mícrons. Se for muito fino, o revestimento pode ser dissolvido pela solda durante a soldagem. Se for muito grosso, pode ser causado por estresse interno.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A qualidade dos produtos cerâmicos metalizados muitas vezes se reflete em detalhes microscópicos que podem ser observados a olho nu ou percebidos através de testes simples. A primeira é a continuidade e força de adesão da camada de metalização - coloque a Caixa Cerâmica Metalizada para Semicondutores de Potência sob boa iluminação e observe-a. Uma camada de metalização de alta-qualidade deve ter um brilho metálico uniforme, bordas nítidas e nítidas e sem descamação visível ou outros defeitos. Use fita 3M para colar na superfície da camada metalizada e retire-a rapidamente. Não deve haver partículas metálicas presas. A segunda é a precisão do posicionamento da área metalizada. Para peças tubulares, como tubos isolantes de cerâmica metalizada, peças cerâmicas de metalização, a uniformidade da largura e a concentricidade do anel metalizado da face final-determinam diretamente a confiabilidade da vedação ao soldar no flange de metal. Desvio excessivo pode levar à falha local na soldagem ou ao transbordamento da solda. O terceiro detalhe é a qualidade da camada de niquelagem - uma camada de niquelagem qualificada deve estar em um estado uniforme fosco ou semi-brilhante, sem diferença de cor óbvia, furos ou bolhas. Para o invólucro cerâmico do contator HVDC, mergulhe a cavidade cerâmica-niquelada em fluxo padrão.

 

Após retirá-lo, observe que a superfície metalizada deve estar completamente coberta pelo fluxo e não há área de rejeição-de solda, o que reflete diretamente a soldabilidade da soldagem subsequente. O quarto detalhe é o estado da matriz cerâmica após a sinterização - a metalização e a sinterização passam por ciclos de alta-temperatura acima de 1300 graus, e a qualidade instável da matriz cerâmica pode causar micro-fissuras ou empenamentos. Coloque a Cerâmica Metalizada de Precisão plana sobre uma plataforma de mármore e use um calibrador de folga para verificar o nivelamento; para peças tubulares, verifique o paralelismo de ambas as faces finais. O último detalhe que é facilmente esquecido é a-estrutura da seção transversal da camada de metalização - observe a seção-transversal da camada de metalização através de um microscópio metalográfico. A camada de metalização de um produto de alta-qualidade deve ser densa e sem furos-passantes, e a interface com o substrato cerâmico deve apresentar um formato de-dente canino entrelaçado em vez de uma lacuna reta. Nossa empresa realiza inspeções item{16}}por{17}}item dos detalhes acima para cada lote de produtos cerâmicos metalizados e mantém fotos metalográficas e registros de testes de soldabilidade para garantir que cada produto entregue atenda aos requisitos de qualidade-de engenharia.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

As indústrias de aplicação de produtos de metalização cerâmica cobrem uma ampla gama de campos, desde eletrônica de potência até novas energias, desde aeroespacial até dispositivos médicos. Na indústria de semicondutores de potência, a caixa de cerâmica metalizada para semicondutores de potência é um componente central dos módulos IGBT, MOSFET e embalagens de diodos. Os módulos IGBT são amplamente utilizados em conversores de frequência, máquinas de solda elétrica, aquecimento por indução e sistemas de tração de trânsito ferroviário. Seus invólucros de cerâmica precisam atender aos requisitos abrangentes de isolamento de alta-tensão (valor típico de 1.200 V-6.500 V), alta condutividade térmica e dissipação de calor, além de confiabilidade-do ciclo térmico de longo prazo. No campo de transmissão e distribuição de energia, o invólucro cerâmico do contator HVDC é usado em instalações de carregamento de veículos elétricos, sistemas de armazenamento de energia fotovoltaica e gabinetes de distribuição DC. Os contatores CC de alta-tensão precisam interromper de forma confiável a corrente de falha sob condições CC. A qualidade de metalização da cavidade cerâmica determina diretamente a estanqueidade ao ar e o desempenho de extinção de arco do contator. No campo de dispositivos elétricos a vácuo, os tubos isolantes cerâmicos metalizados que metalizam a peça cerâmica são utilizados em extintores de arco a vácuo (componentes principais de disjuntores de média e alta tensão), tubos de ondas viajantes, magnetrons e tubos de raios X.

 

As peças cerâmicas metalizadas precisam manter a hermeticidade-de longo prazo em ambientes de alto vácuo. A porosidade da camada metalizada e a estanqueidade da soldadura são indicadores chave de qualidade. Nos campos aeroespacial e militar, componentes cerâmicos metalizados de alta-resistência são usados ​​em carcaças de buscadores de mísseis, substratos de transponders de satélite e embalagens de sensores-de motores aeronáuticos. Existem requisitos extremamente elevados para a resistência a altas temperaturas, resistência ao impacto e confiabilidade-de longo prazo dos materiais. Nas áreas de controle industrial e elétrica geral, Cerâmica Metalizada para Componentes Elétricos abrange aparelhos elétricos de baixa-tensão (como contatores, relés, termostatos), interruptores de alta-tensão, arrancadores de lâmpadas de descarga de gás e velas de ignição. Na área de equipamentos médicos, a cerâmica metalizada de precisão é usada em conectores-de alimentação para dispositivos médicos implantáveis ​​(como marca-passos, neuroestimuladores), detectores de tomografia computadorizada e instrumentos cirúrgicos a laser, que exigem que a camada de metalização seja biocompatível e capaz de passar por rigorosos testes de esterilização.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nós fornecemosCerâmica Metalizada de Aluminaserviço completo-desde moldagem de cerâmica, retificação de precisão, método de molibdênio manganês/metalização AMB, niquelagem até montagem de soldagem. A equipe de engenharia pode concluir rapidamente o projeto do plano de processo de acordo com seu nível de tensão, requisitos de estanqueidade e parâmetros de interface de soldagem. Bem-vindo ao enviar desenhos ou especificações técnicas para avaliação de processos e acoplamento de amostras.