Perumahan Keramik Las Logam Relai DC: Teknologi Inti Kemasan Relai Hermetik

Perumahan Keramik Las Logam Relai DC berfungsi sebagai komponen isolasi dan penyegelan kedap udara yang penting untuk relai DC tegangan tinggi. Ia menggunakan metalisasi keramik dan pematrian logam-keramik untuk menciptakan rongga pemadam busur listrik yang tertutup rapat, mengisolasi sistem kontak internal dari kelembapan, debu, dan lingkungan eksternal. Solusi ini mengatasi kemacetan rumah plastik di bawah siklus tegangan tinggi dan suhu tinggi, dan diadopsi secara luas dalam penyimpanan energi, pemutusan baterai EV, dan sistem distribusi daya DC.

Keramik dan logam memiliki sifat fisik yang sangat berbeda. Keramik adalah bahan non-logam anorganik dengan insulasi dan stabilitas termal yang luar biasa, sedangkan logam menghasilkan konduktivitas listrik dan keuletan yang sangat baik. Untuk menggabungkan kekuatannya pada Casing Relai Vakum Keramik Alumina Al2O3, metalisasi keramik menjadi langkah pra-perawatan yang sangat diperlukan. Proses ini menyimpan lapisan tipis logam yang terikat kuat pada permukaan keramik, sehingga keramik dapat dilas untuk perakitan pematrian selanjutnya dengan cincin logam atau penutup ujung. Kualitas metalisasi secara langsung menentukan kedap udara dan keandalan jangka panjang dari rumah relai yang telah selesai.

Menggabungkan keramik dan logam untuk Keramik Logam Alumina untuk Relai Listrik menghadirkan beberapa tantangan material yang melekat.

• Koefisien muai panas tidak sesuai. Keramik mempunyai sifat muai panas yang rendah sedangkan logam memuai jauh lebih besar jika terkena panas, yang dengan mudah memicu keretakan pada sambungan penyekat. Insinyur harus secara hati-hati mengelola tekanan termal melalui lapisan logam perantara yang cocok.
• Konduktivitas termal rendah dan ketahanan guncangan termal keramik yang buruk. Selama pematrian, gradien suhu di sekitar zona pengelasan harus diminimalkan, dengan laju pendinginan yang terkontrol setelah penyambungan.
• Kebanyakan keramik bersifat non-konduktif, sehingga tidak dapat menggunakan metode pengelasan listrik konvensional. Metalisasi keramik atau pematrian logam aktif diperlukan untuk menciptakan antarmuka ikatan yang andal.
• Koordinasi elektronik yang stabil di dalam molekul keramik menciptakan hambatan tinggi bagi ikatan langsung keramik-logam. Modifikasi permukaan wajib dilakukan sebelum pengelasan.
• Keramik adalah bahan kristal kovalen dengan deformasi plastis terbatas. Patah tulang getas sering terjadi pada persendian. Lapisan penyangga perantara dan pengelasan difusi tidak langsung biasanya diterapkan untuk menurunkan suhu penyambungan.
• Struktur penyegelan khusus diperlukan untuk rumah relai, yang dikategorikan sebagai segel datar, segel selongsong, segel pin, dan segel pantat. Penyegelan selongsong memberikan kinerja terbaik, dengan persyaratan manufaktur yang ketat untuk semua jenis sambungan.

Mekanisme metalisasi adalah kombinasi kompleks antara difusi fisik dan reaksi kimia, termasuk aliran plastis dan penataan ulang partikel. Komponen oksida di dalam pasta metalisasi bereaksi dan berdifusi dalam tahap sintering yang berbeda. Ketika suhu naik, bahan mentah membentuk senyawa antara dan berubah menjadi fase gelas cair pada suhu eutektik. Fase kaca kental menghasilkan aliran plastik; partikel tersusun ulang di bawah gaya kapiler. Didorong oleh energi permukaan, atom berdifusi dan butiran tumbuh, pori-pori menyusut dan menghilang, akhirnya membentuk lapisan logam padat untuk Komponen Keramik Alumina Presisi Tinggi.

1. Pra-pemrosesan substrat. Memoles blanko keramik sinter hingga kehalusan optik dengan pasta abrasif berlian, mengontrol kekasaran permukaan Kurang dari atau sama dengan 1,6μm. Pembersihan ultrasonik dalam aseton dan alkohol pada suhu kamar selama 20 menit.
2. Persiapan bubur metalisasi. Timbang bahan baku sesuai formulasi, lalu ball mill untuk menyiapkan slurry dengan kekentalan yang ditargetkan.
3. Pelapisan dan pengeringan. Bubur metalisasi cetak layar secara merata pada substrat keramik. Ketebalan bubur memerlukan kontrol yang tepat: terlalu tipis memungkinkan bahan pengisi brazing menembus lapisan logam, sementara ketebalan yang berlebihan menghambat migrasi unsur. Bagian yang dilapisi dikeringkan di dalam oven.
4. Perawatan panas. Sinterkan benda kerja yang dikeringkan di bawah atmosfer pereduksi untuk membentuk lapisan logam yang terikat.

Metode Mo-Mn

Metalisasi Mo-Mn menggunakan bubuk molibdenum tahan api yang dicampur dengan bubuk mangan, dilapisi keramik Al₂O₃ dan disinter hingga membentuk lapisan logam. Proses Mo-Mn tradisional memerlukan suhu sintering yang tinggi dan mengkonsumsi lebih banyak energi; tanpa aktivator, kekuatan penyegelan tetap relatif rendah.

Metode Mo-Mn yang Diaktifkan

Mo-Mn yang diaktifkan dioptimalkan dari rute Mo-Mn klasik. Modifikasinya meliputi penambahan aktivator atau penggantian serbuk logam dengan oksida atau garam molibdenum/mangan, yang bertujuan untuk menurunkan suhu sintering. Meskipun prosesnya rumit dan mahal, proses ini menghasilkan ikatan yang kuat dan meningkatkan kinerja pembasahan. Ini tetap menjadi solusi metalisasi yang paling matang dan banyak diadopsi untuk kemasan relai kedap udara.

Pematrian Logam Aktif

Pematrian logam aktif banyak digunakan untuk penyegelan logam-keramik. Dibandingkan dengan teknologi Mo-Mn, teknologi ini dikembangkan sekitar 10 tahun kemudian. Seluruh sambungan keramik-logam dapat diselesaikan dalam satu siklus pemanasan. Paduan braze mengandung unsur aktif seperti Ti, Zr, Hf, dan Ta. Unsur aktif ini bereaksi dengan keramik alumina dan membentuk lapisan reaksi logam pada antarmuka. Proses ini lebih sederhana dan hemat biaya untuk produksi massal. Keterbatasannya terletak pada pemilihan bahan braze yang terbatas, sehingga lebih cocok untuk komponen besar atau batch bervolume rendah daripada produksi berkecepatan tinggi secara terus-menerus.

Tembaga Berikat Langsung (DBC)

DBC mengikat foil tembaga langsung ke substrat keramik, terutama Al₂O₃ dan AlN. Dikembangkan bersamaan dengan kemasan chip COB, DBC memperkenalkan oksigen antara tembaga dan keramik. Pada 1065~1083 derajat, cairan eutektik Cu-O terbentuk dan bereaksi dengan keramik dan foil tembaga, menghasilkan fase CuAlO₂ atau Cu(AlO₂)₂ untuk mencapai ikatan padat.

Sputtering Magnetron

Magnetron sputtering adalah teknik pengendapan uap fisik yang mendepositkan film logam berlapis-lapis pada substrat keramik. Ini memberikan daya rekat yang kuat, kontaminasi rendah, dan struktur butiran yang terkontrol untuk lapisan logam tipis berkualitas tinggi. Film metalisasi yang dihasilkan sangat tipis dan menjaga toleransi dimensi yang ketat. Namun, ini tidak dapat diterapkan pada keramik yang peka terhadap panas seperti keramik piezoelektrik atau bahan kristal tunggal.

1. Formulasi metalisasi. Desain formulasi meletakkan dasar bagi lapisan metalisasi yang berkualitas.
2. Sintering temperature and holding time. Metallization sintering is classified into ultra-high temperature (>1600 derajat), suhu tinggi (1450~1600 derajat), suhu sedang (1300~1450 derajat), dan suhu rendah (<1300°C). Insufficient temperature stops glass phase diffusion; overheating weakens bonding strength and causes metallization layer peeling and seal failure.
3. Struktur mikro lapisan metalisasi. Struktur mikro metalisasi menentukan kinerja penyegelan akhir. Lapisan logam berkualitas tinggi padat dengan daya rekat yang kuat. Struktur berlapis bening tanpa senyawa intermetalik rapuh yang terus menerus mengurangi risiko perambatan retak dan penetrasi braze.

Faktor lain yang mempengaruhi termasuk ukuran partikel bubuk dan gradasi. Serbuk halus cenderung menggumpal dan merusak keseragaman lapisan. Serbuk yang terlalu kasar meningkatkan suhu sintering dan menurunkan kualitas. Teknik pelapisan dan ketebalan pelapis juga mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap hasil metalisasi.

Keramik Relai Alumina Metalisasi bergantung pada metalisasi keramik matang dan teknologi pematrian untuk mencapai kemasan kedap udara yang andal. Pencocokan tegangan material, formulasi metalisasi, dan parameter sintering adalah variabel inti yang menentukan insulasi, laju kebocoran helium, dan masa pakai relai DC tegangan tinggi. Seiring berkembangnya pasar penyimpanan energi dan kendaraan listrik, teknologi penyegelan keramik-ke-logam yang presisi terus berkembang untuk memenuhi persyaratan voltase, miniaturisasi, dan masa pakai yang lebih tinggi untuk komponen relai daya.

Hubungi tim teknis kami sekarang untuk validasi prototipe dan penawaran harga massalPerumahan Keramik Las Logam Relai DC, didukung oleh lini produksi metalisasi keramik dan pengelasan kedap udara internal kami.