Como prevenir a oxidação da metalização cerâmica

Em módulos de potência de veículos de nova energia e sistemas inversores industriais, um problema comum é a oxidação de camadas metálicas em substratos cerâmicos. A metalização cerâmica é o processo de deposição de filmes metálicos em superfícies cerâmicas. Permite que a cerâmica conduza eletricidade. Quando oxida, reduz diretamente a condutividade dos componentes e encurta a vida útil. Este artigo explicará maneiras práticas de prevenir essa oxidação. Também abordará como verificar se essas formas funcionam, como manter o desempenho estável após a proteção, os principais cenários de aplicativos e as soluções direcionadas do Xiamen APOLLO.

 

 

1. Selecione Camadas de revestimento metálico anti-oxidação​

Ao fazer cerâmica metalizada com alumina, use revestimento de níquel-ouro (Ni-Au) ou níquel-paládio-ouro (Ni-Pd-Au). Não use cobre puro. Essas camadas de liga formam uma densa película protetora no ar. Eles retardam a oxidação em mais de 60% em comparação com camadas de metal puro. Controle a espessura do revestimento entre 3-5μm. Isso equilibra custo e proteção.​

 

2. Adicionar tratamento de vedação pós-{1}metalização​

Depois de metalizar cerâmicas metalizadas de precisão, aplique uma camada de selante epóxi modificado-de silicone. Coloque-o na interface entre metal e cerâmica. Este selante preenche pequenas lacunas na junção. Ele bloqueia a entrada de umidade e oxigênio. Funciona especialmente bem para componentes usados ​​em locais úmidos, como sistemas elétricos marítimos.​

 

3. Controle a atmosfera durante o tratamento térmico

Ao sinterizar cerâmicas metalizadas, utilize atmosfera redutora. Esta atmosfera é uma mistura de nitrogênio e hidrogênio. O teor de hidrogênio deve ser de 5 a 8%. Isso impede que a camada metálica reaja com o oxigênio em altas temperaturas. Evita a formação de óxidos que continuariam oxidando posteriormente.​

 

4. Pré-tratamento de superfícies cerâmicas​

Antes da metalização, ataque a superfície cerâmica. Use ácido fluorídrico diluído (concentração de 5%) por 2-3 minutos. Isso remove a película de óxido natural da cerâmica. Melhora a ligação entre a camada metálica e a cerâmica. Uma ligação mais estreita reduz as formas de entrada de oxigênio. Isso aumenta indiretamente o desempenho antioxidante.

 

 

1. Teste de resistência à névoa salina: Faça componentes cerâmicos de alumina metalizada de precisão. Coloque-os em uma solução de cloreto de sódio a 5% a 35 graus. Pulverize continuamente por 48 horas. Após o teste, verifique a camada metálica. Se não houver descoloração, nem descamação e a resistência mudar apenas em menos ou igual a 5%, a proteção contra oxidação funciona.​

 

2. Teste de oxidação em alta-temperatura: Aqueça a cerâmica metalizada em um forno mufla a 400 graus. Mantenha-o lá por 24 horas. Em seguida, esfrie até a temperatura ambiente. Meça a resistência da chapa da camada metálica antes e depois. Se o aumento for inferior a 8%, o método de-antioxidação atende aos requisitos industriais.​

 

3. Teste de ciclo de umidade: Alterne o componente entre dois ambientes. Primeiro, 90% de umidade relativa a 40 graus por 12 horas. Em seguida, 30% de umidade relativa a 25 graus por 12 horas. Repita 50 vezes. Se não houver pontos de oxidação visíveis na camada de metal, a proteção poderá lidar com a oxidação-induzida pela umidade.

 

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A metalização-cerâmica antioxidante é muito importante em muitos campos-de alta demanda. Em novos sistemas de gerenciamento de bateria de veículos energéticos (BMS), a cerâmica metalizada com alumina precisa de proteção anti{3}oxidação. Os compartimentos do motor possuem calor e umidade. A proteção evita perda de condutividade e mantém estável a distribuição da corrente da bateria. Em conversores de frequência industriais, os componentes cerâmicos de alumina metalizada de precisão contam com camadas anti-oxidação. Essas camadas lidam com mudanças repetidas de temperatura. Eles evitam curtos-circuitos causados ​​pela oxidação. Em equipamentos médicos, como máquinas de ressonância magnética, as cerâmicas metalizadas precisam de medidas rigorosas de-antioxidação. Mesmo uma pequena oxidação pode prejudicar a precisão da transmissão do sinal. Todos esses cenários precisam de prevenção eficaz contra oxidação para manter os componentes confiáveis.

 

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1. Certifique-se de que a resistência ao calor não diminua

As camadas-antioxidantes (revestimento ou selante) devem permanecer estáveis ​​em altas temperaturas. Por exemplo, observe a camada Ni-Au em cerâmica metalizada com alumina. Não deve derreter ou descascar quando exposto a 300 graus durante 1000 horas. Isso garante que ele funcione normalmente em locais-de alta temperatura, como unidades de controle do motor.​

 

2. Mantenha a condutividade elétrica consistente​

Após o tratamento anti-oxidação, a camada metálica da cerâmica metalizada de precisão deve manter uma condutividade maior ou igual a 95% IACS. Mesmo após 5.000 horas de uso, a resistência não deve aumentar drasticamente. Isso garante que o desempenho elétrico do componente não será prejudicado pela oxidação.​

 

3. Aumente a resistência a ambientes adversos

Paracerâmica metalizadausado em fábricas de produtos químicos, o sistema anti-oxidação (revestimento + selante) deve resistir a ácidos e álcalis fracos. Mergulhe em ácido acético a 10% por 24 horas. A camada metálica deve permanecer intacta. Isso impede que a corrosão química acelere a oxidação.

 

 

A cerâmica metalizada da Xiamen APOLLO usa um processo de-antioxidação-de duas etapas. Primeiro, deposite um revestimento de liga Ni-Pd-Au (4μm de espessura). Em seguida, aplique um selante de silicone resistente a-altas temperaturas-na interface. Esta combinação retarda a oxidação em mais de 70% em comparação com os padrões da indústria. Nossos produtos incluem cerâmica metalizada com alumina e cerâmica metalizada de precisão para diferentes cenários.​

 

Todos os nossos produtos atendem às certificações ISO9001{4}}2015, IATF16949, ROHS e REACH. Oferecemos serviços personalizados. Ajustamos materiais de revestimento (Ni-Au/Ni-Pd-Au) e tipos de selantes com base nas necessidades do cliente. Essas necessidades incluem capacidade atual, resistência à temperatura e ambiente de aplicação. Nossa rede logística abrange ar, terra e mar. O envio aéreo leva de 3 a 5 dias para clientes asiáticos. O envio terrestre leva de 7 a 15 dias para regiões vizinhas. O transporte marítimo leva 15-20 dias para a Europa e América. Nossa equipe de pós-venda fornece orientação no local para testes de resistência à oxidação. Garantimos que cada componente mantenha um desempenho antioxidante a longo prazo.