مواد اجزای سرامیکی متالایزه در وسایل نقلیه با انرژی جدید: کاربردهای بالقوه

در خودروهای الکتریکی، دستگاه‌های بسته‌بندی با قدرت{0} بالا نقش کلیدی در کنترل سرعت خودرو و ذخیره و تبدیل جریان متناوب و جریان مستقیم دارند. با این حال، چرخه‌های حرارتی با فرکانس بالا، الزامات سخت‌گیری را برای اتلاف گرمای بسته‌بندی‌های الکترونیکی ایجاد می‌کنند. در عین حال، پیچیدگی و تنوع محیط کار مستلزم این است که مواد بسته بندی اجزای سرامیکی متالایز دارای مقاومت شوک حرارتی خوب و استحکام بالا برای ایفای نقش پشتیبانی باشند.

در حال حاضر، بسترهای سرامیکی اصلی که به صورت انبوه-تولید شده و به‌طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته‌اند عبارتند از: Al2O3، BeO، SiC، Si3N4، AlN، و غیره. در این میان، نیترید سیلیکون به‌طور گسترده در داخل و خارج از کشور به‌عنوان بهترین ماده سرامیک متالیزه با عملکرد کلی و قابلیت هدایت حرارتی بالا شناخته می‌شود. اما به طور کلی، از نظر خواصی مانند هدایت حرارتی، مقاومت در برابر سایش و خواص مکانیکی، هر دو زیرلایه های سرامیکی Si3N4 و AlN به مواد بستری تبدیل شده اند که در آینده ارزش توجه دارند. 

فناوری کنترل الکترونیکی نشانه مهمی برای اندازه‌گیری سطح توسعه وسایل نقلیه برقی{0}}با صرفه‌جویی در انرژی جدید است. رله‌های متالیزاسیون سرامیکی DC ولتاژ بالا، اجزای اصلی سیستم‌های کنترل الکترونیکی هستند. رله‌های خلاء DC ولتاژ بالا دارای محفظه‌های خلاء هستند که با فلز و سرامیک مهر و موم شده‌اند. عایق های سرامیکی به فلز به صورت لغزنده بین اجزای تماس متحرک و میله های فشار متصل می شوند. این باعث می شود که کنتاکت های متحرک و استاتیک در عایق الکتریکی خوبی با سیستم مدار مغناطیسی تشکیل شده توسط قطعاتی مانند صفحات یوغ مغناطیسی رله و هسته های آهنی، چه روشن و چه خاموش باشند. این کار توانایی شکستن قوس رله را هنگام تعویض بارهای DC با ولتاژ بالا- تضمین می‌کند. قوس ها عامل اصلی احتراق خود به خودی خودرو هستند. فقط محصولات رله با سوئیچینگ «قوس{12}رایگان» می‌توانند اساساً مشکل «احتراق خود به خود» را حل کنند.

در حال حاضر، همانطور که صنعت خودرو به توسعه خود ادامه می دهد و نیازهای مردم برای وسایل نقلیه از نظر حفاظت از محیط زیست، بهره وری انرژی، ایمنی و راحتی در حال افزایش است، مواد خودرو نیز دائما در حال تغییر هستند. به خصوص در موج برق‌سازی، طراحی سیستم خودروها دستخوش تغییرات زمین{1}}تغییری شده است. مواد متالیزاسیون سرامیکی پیشرفته به آرامی در کاربرد قطعات خودروهای انرژی جدید در حال ظهور هستند.

مواد سرامیکی متالیزه پیشرفته از پیوندهای یونی یا کووالانسی تشکیل شده اند. بنابراین دارای خواص عالی مانند استحکام بالا، سختی بالا، مقاومت در برابر دمای بالا، مقاومت در برابر سایش، مقاومت در برابر خوردگی و زیست سازگاری خوب هستند. اما از آنجایی که بیشتر پودرهای سرامیکی ترکیبات یونی یا کووالانسی هستند، فرآیندهای پخت سنتی برای ساخت مواد سرامیکی متالیزاسیون متراکم به دمای پخت بالاتر و زمان نگهداری طولانی‌تر نیاز دارند. این امر به ناچار منجر به درشت شدن دانه ها و منافذ باقیمانده می شود که به نوبه خود بر عملکرد مواد سرامیکی تأثیر می گذارد.

برای حل چنین مشکلاتی، تف جوشی مهمترین حلقه است. در حال حاضر، چگونگی دستیابی به چگالش سریع مواد در دماهای تف جوشی پایین و تولید بلوک های سرامیکی که کاملاً بدون منافذ-، دارای ساختار یکنواخت، دانه های ریز و مرزهای دانه های تقویت شده هستند، یک هدف ثابت است که توسط دانشمندان مواد سرامیک متالیز شده دنبال می شود. نوآوری تجهیزات و فناوری پخت سرامیک، حیاتی ترین عامل برای بهبود بیشتر عملکرد مواد سرامیکی پیشرفته است.

در این زمینه، متالیزاسیون سرامیکی ما به عنوان یک راه حل کلیدی برجسته می شود. این اجزاء خواص عالی سرامیک های پیشرفته را با رسانایی فلزات ترکیب می کنند و آن ها را برای محیط های سخت وسایل نقلیه انرژی جدید بسیار مناسب می کند. آنها را می‌توان در بسته‌بندی‌های الکترونیکی با ولتاژ بالا استفاده کرد، جایی که رسانایی حرارتی بالا-از زیرلایه‌های سرامیکی ممتاز مانند Si₃N4 و AlN{4}}از اتلاف گرمای کارآمد در طول چرخه‌های حرارتی با فرکانس بالا اطمینان حاصل می‌کند. استحکام مکانیکی قوی و مقاومت در برابر شوک حرارتی همچنین آنها را برای پشتیبانی و محافظت از قطعات الکترونیکی هسته در شرایط کاری پیچیده ایده آل می کند.

علاوه بر این، ماقطعات سرامیکی متالیزهبا استفاده از فناوری‌های پخت پیشرفته که به مسائل فرآیندهای سنتی می‌پردازد، تولید می‌شوند. آنها در دماهای نسبتاً پایین تر به چگالی بالایی دست می یابند و در نتیجه دانه های ریز و یکنواختی با حداقل منافذ ایجاد می کنند. این نه تنها مزایای ذاتی سرامیک ها را حفظ می کند، بلکه عملکرد ثابتی را نیز تضمین می کند و آنها را به انتخابی قابل اعتماد برای قطعات حیاتی مختلف در خودروهای انرژی جدید تبدیل می کند. همانطور که صنعت خودرو به سمت برقی شدن پیش می رود، سرامیک متالیزاسیون ما آماده است تا نقش مهمی را در افزایش کارایی، ایمنی و دوام خودروهای انرژی جدید ایفا کند.