Pochopení metalizovaných keramických součástí ve stykačích HVDC

1.1 Vysoký elektrický výkon
Metalizované keramické komponenty pro elektrické komponenty nabízejí vynikající elektrické izolační vlastnosti. Keramický substrát sám o sobě je dobrým izolantem a díky metalizované vrstvě dokáže účinně vést elektřinu a přitom si zachovat vysoký-odpor napětí. U stykačů HVDC, kde může být napětí extrémně vysoké, je tato vlastnost zásadní. Například v systému HVDC s napětím 1500 V může keramická metalizace ve stykači odolat tak vysokému napětí bez průrazu, což zajišťuje stabilní provoz celého elektrického systému.
1.2 Tepelná stabilita
Pokročilá keramika používaná v Ceramic to Metal má nízký koeficient tepelné roztažnosti. To znamená, že si mohou zachovat svůj tvar a výkon, i když jsou vystaveny výrazným změnám teploty. Ve stykačích HVDC může během provozu docházet k velkému množství tepla generovaného v důsledku vysokého-proudu. Metalizovaná keramika dokáže toto teplo účinně rozptýlit a zabránit poškození způsobenému tepelným stresem-. Například v průmyslovém závodě, kde stykač HVDC pracuje v prostředí s vysokou-teplotou, může zajistit normální provoz stykače bez deformace nebo snížení výkonu.
1.3 Mechanická pevnost
Kombinace keramiky a kovu v komponentech má za následek vysokou mechanickou pevnost. Keramika je známá svou tvrdostí a křehkostí, zatímco metalizovaná vrstva dodává tažnost. Díky tomu jsou součásti vhodné pro použití ve stykačích HVDC, které mohou být v některých aplikacích vystaveny mechanickým vibracím a rázům. Například v elektrických lokomotivách, kde jsou stykače HVDC během provozu vystaveny vibracím, může silná keramika z metalizovaného hliníku pro elektrické komponenty odolat těmto mechanickým silám a zachovat si jejich integritu.

2.1 Metalizované keramické substráty
Metalizovaná keramika z oxidu hlinitého pro elektrické součásti se široce používá ve stykačích HVDC. Poskytují stabilní platformu pro montáž elektrických komponent. Metalizovanou vrstvu na keramickém substrátu lze použít pro pájení nebo pájení elektrických vodičů, což zajišťuje spolehlivé elektrické spojení. Ve vysokovýkonném HVDC stykači pro systém výroby větrné energie může metalizovaný keramický substrát podporovat různé elektrické součásti a účinně přenášet elektrické signály.
2.2 Metalizované keramické konstrukční díly
Tyto části plní funkce, jako je ochrana, hermetické těsnění, podpora a izolace ve stykačích HVDC. Například metalizovaná keramika použitá v krytu stykače může chránit vnitřní elektrické součásti před prachem, vlhkostí a dalšími faktory prostředí. Jeho hermetická těsnící funkce je také klíčová u HVDC stykačů, zejména v aplikacích, kde stykač potřebuje pracovat v utěsněném prostředí, aby se zabránilo vnikání škodlivých látek.

VýrobaMetalizované keramické komponentyfor Electrical Components for HVDC stykače zahrnuje několik kroků. Nejprve je pečlivě vybrán keramický substrát na základě jeho elektrických, tepelných a mechanických vlastností. Poté začíná proces metalizace. Jednou z běžných metod je metoda Mo - Mn, která je založena na žáruvzdorném kovovém prášku Mo, dotujícím malé množství Mn metalizačního vzorce s nízkým -} bodem tání -. Na keramický povrch se přidá pojivový povlak a poté se provede slinování za vzniku metalizované vrstvy. Další metodou je Direct Bond Copper (DBC), která spojuje měděnou fólii s keramickým povrchem. Toho je dosaženo zavedením kyslíku mezi Cu a keramiku, vytvořením eutektické kapalné fáze Cu/O při 1065 - 1083 stupni a následnou reakcí s keramickým základem a měděnou fólií za vzniku CuAlO2 nebo Cu(AlO2)2, čímž se realizuje vazba mezi měděnou fólií a keramickou matricí.