ส่วนประกอบเซรามิกเคลือบโลหะสำหรับคอนแทคเตอร์ HVDC พลังงานใหม่: คุณสมบัติของวัสดุ กระบวนการเคลือบโลหะ และการผลิต OEM

ส่วนประกอบเซรามิกเคลือบโลหะสำหรับคอนแทคเตอร์ HVDC พลังงานใหม่ใช้เซรามิกอลูมินา 95%–99% เป็นสารตั้งต้นฉนวน ทำให้เกิดการเชื่อมต่อที่เชื่อถือได้ระหว่างขั้วเซรามิกและโลหะผ่านการเคลือบโลหะ Mo-Mn การเผาผนึกที่อุณหภูมิสูง- และกระบวนการประสาน ส่วนประกอบนี้มีความเป็นฉนวนมากกว่า 15 kV/mm ความต้านทานของฉนวนมากกว่า 1,000 MΩ และความแข็งแรงทางกลตั้งแต่ 200 ถึง 500 MPa โดยส่วนใหญ่จะใช้ในคอนแทคเตอร์ HVDC สำหรับรถยนต์พลังงานใหม่ ระบบกักเก็บพลังงาน อินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ และอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูง- เพื่อให้มั่นใจถึงการแยกทางไฟฟ้าและการหยุดชะงักของวงจรที่เสถียรในสภาพแวดล้อม-แรงดันไฟฟ้าสูงและ-ปัจจุบัน

metallized ceramic components

ระบบแบตเตอรี่สำหรับยานยนต์พลังงานใหม่กำลังเปลี่ยนจากแพลตฟอร์มแรงดันไฟฟ้าสูง 400V เป็น 800V- ในขณะที่ระดับแรงดันไฟฟ้าในระบบกักเก็บพลังงานและด้าน DC ของระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ก็เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องเช่นกัน คอนแทคเตอร์ HVDC ต้องรักษาฉนวนให้เสถียรภายใต้สภาวะไฟฟ้าแรงสูง กระแสสูง และการสลับบ่อยครั้ง ขณะเดียวกันก็ทนต่อแรงกระแทกทางกลจากการกระตุ้นการสัมผัสและการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิจากอาร์คไฟฟ้า

เนื่องจากเป็นส่วนประกอบโครงสร้างฉนวนที่สำคัญของคอนแทคเตอร์ HVDC ตัวเซรามิกเคลือบโลหะจึงประกอบด้วยพื้นผิวเซรามิกเป็นหลักและชั้นเคลือบโลหะเฉพาะที่ ส่วนเซรามิกให้ประสิทธิภาพการเป็นฉนวนสูงและการรองรับเชิงกล ในขณะที่พื้นที่เคลือบโลหะอำนวยความสะดวกในการเชื่อมต่อขั้วทองแดง อิเล็กโทรด หรือชุดหน้าสัมผัส จึงทำให้การเชื่อมต่อไฟฟ้าที่เชื่อถือได้สำหรับวัสดุเซรามิก

ในการออกแบบโครงสร้างที่ใช้งานจริง โดยทั่วไปตัวเซรามิกจะถูกกำหนดค่าเป็นบล็อก ทรงกระบอก หรือรูปทรงที่ซับซ้อน ซึ่งปรับแต่งให้เหมาะกับส่วนโค้งภายในของคอนแทคเตอร์-ห้องดับเพลิง เค้าโครงขั้วต่อ และวิธีการติดตั้ง การออกแบบบางอย่างรวมเอารูวางตำแหน่ง ร่อง และโครงสร้างเสริมเพื่อเพิ่มความแม่นยำในการประกอบและความน่าเชื่อถือทางกล

หน้าที่หลัก ได้แก่ :

ให้ฉนวนที่มั่นคงและการแยกระหว่างหน้าสัมผัสที่เคลื่อนที่และที่อยู่กับที่เพื่อป้องกันการพังทลายของแรงดันไฟฟ้าสูง-
เสนอการสนับสนุนทางกลไกสำหรับชุดหน้าสัมผัสภายในเพื่อให้มั่นใจถึงความเสถียรในการปฏิบัติงาน-ในระยะยาว
อำนวยความสะดวกในการเชื่อมต่อที่เชื่อถือได้ระหว่างส่วนประกอบเซรามิกและโลหะ-เช่น ทองแดงหรือสแตนเลส- ผ่านชั้นที่เคลือบด้วยโลหะ
การรักษาความเสถียรของมิติในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง อาร์กไฟฟ้า และการสั่นสะเทือน

ส่วนประกอบเซรามิกของคอนแทคเตอร์ HVDC ต้องการประสิทธิภาพของวัสดุสูง โดยต้องมีความสมดุลของคุณสมบัติฉนวน ไฟฟ้า เครื่องกล และเสถียรภาพทางความร้อน ปัจจุบัน อลูมินา 95% (Al₂O₃ 95%) เป็นวัสดุที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดในภาคยานยนต์พลังงานใหม่และการจัดเก็บพลังงาน

เซรามิกอลูมินามีความเป็นฉนวนสูง ความแข็งแรงเชิงกลสูง และทนความร้อนได้ดีเยี่ยม การเพิ่มปริมาณอลูมินาจะช่วยเพิ่มความหนาแน่นของวัสดุ ประสิทธิภาพของฉนวน และความต้านทานต่อความเสียหายทางกล

เซรามิกซิลิคอนไนไตรด์ (Si₃N₄) ยังใช้ในการใช้งานประสิทธิภาพสูงบางอย่าง- เนื่องจากมีความทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและการสึกหรอได้ดีกว่า อย่างไรก็ตาม การนำไปใช้ในคอนแทคเตอร์ HVDC ยังคงค่อนข้างจำกัด เนื่องจากต้นทุนการผลิตที่สูงขึ้น และข้อกำหนดที่เข้มงวดสำหรับความเข้ากันได้ของการเคลือบโลหะ

พารามิเตอร์ประสิทธิภาพ	อลูมินาเซรามิก 95%	เซรามิกซิลิคอนไนไตรด์	ความแตกต่างในการใช้งานทางวิศวกรรม
องค์ประกอบหลัก	Al₂O₃ มากกว่าหรือเท่ากับ 95%	ศรี₃N₄	อลูมินาถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับส่วนประกอบฉนวน HVDC; ซิลิคอนไนไตรด์ถูกเลือกสำหรับ-สภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงและ-สภาพแวดล้อมที่มีแรงกระแทกสูง
ความเป็นฉนวน	>15kV/มม	15-20kV/มม	ทั้งสองแบบให้ประสิทธิภาพการเป็นฉนวนสูง ในขณะที่อลูมินาให้ประสิทธิภาพด้านต้นทุนที่ดีกว่า-สำหรับการใช้งานคอนแทคเตอร์ HVDC
ความแข็งแรงของแรงดัดงอ	300-500MPa	600-900MPa	ซิลิคอนไนไตรด์ให้ความแข็งแรงเชิงกลที่สูงกว่า ในขณะที่อลูมินามีคุณสมบัติตรงตามข้อกำหนดด้านฉนวนไฟฟ้าส่วนใหญ่
ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน	6-8×10⁻⁶/K	3-4×10⁻⁶/K	อลูมินาเข้ากันได้ดีกว่ากับวัสดุบัดกรีโลหะทั่วไป เช่น ทองแดงและโลหะผสมนิกเกิล
การใช้งานทั่วไป	คอนแทคเตอร์ HVDC, ท่อฟิวส์ไฟฟ้าแรงสูง, ตัวฉนวนเซรามิก	ส่วนประกอบที่มีอุณหภูมิสูง- ชิ้นส่วนเซรามิกที่ทนต่อแรงกระแทก-	การเลือกใช้วัสดุขึ้นอยู่กับระดับแรงดันไฟฟ้า โหลดความร้อน และข้อกำหนดทางกล

สำหรับระบบไฟฟ้าแรงสูง-ในรถยนต์พลังงานใหม่ โดยทั่วไปตัวถังเซรามิกจะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดทางวิศวกรรมต่อไปนี้:

โครงการ	พารามิเตอร์ทั่วไป
ความต้านทานของฉนวน	>1000 MΩ; some products >10,000 MΩ
การทำงานทนต่อแรงดันไฟฟ้า	1,000V–3000V กระแสตรง
ความแข็งแรงของแรงดัดงอ	200-500MPa
กำลังรับแรงอัด	>1,000MPa

พารามิเตอร์เหล่านี้ช่วยให้แน่ใจว่าตัวเครื่องเซรามิกจะรักษาประสิทธิภาพที่มั่นคงภายใต้สภาวะของความผันผวนของแรงดันไฟฟ้า การหมุนเวียนของอุณหภูมิ และการสั่นสะเทือนทางกล

High Purity Ceramic Material of metallized ceramic components

วัสดุเซรามิกไม่สามารถสร้างพันธะที่เชื่อถือได้กับโลหะได้โดยตรง เช่น ทองแดง นิกเกิล หรือเหล็ก ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีกระบวนการเคลือบโลหะเพื่อสร้างชั้นพันธะที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าบนพื้นผิวเซรามิก

กระบวนการเคลือบโลหะ Mo-Mn โดยทั่วไปจะใช้กับตัวเซรามิกของคอนแทคเตอร์ HVDC กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการพิมพ์โมลิบดีนัม-แมงกานีส (Mo-Mn) ลงบนพื้นผิวเซรามิกอลูมินาแล้วเผาที่อุณหภูมิสูงเพื่อสร้างชั้นโลหะตามด้วยการชุบนิกเกิลเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการบัดกรีในภายหลัง

กระบวนการผลิตโดยทั่วไปประกอบด้วย:

การผสมผงเซรามิก → การขึ้นรูปที่แม่นยำ → การเผาผนึกที่อุณหภูมิสูง- → การเจียรพื้นผิว → การทำให้เป็นโลหะด้วย Mo- Mn → การชุบนิกเกิล → การประสานสุญญากาศ → การตรวจสอบขนาด

ในขั้นตอนเหล่านี้ การเผาผนึกที่อุณหภูมิสูง-จะกำหนดความหนาแน่นและความแข็งแรงของพื้นผิวเซรามิก ในขณะที่ความหนาและความแข็งแรงในการยึดเกาะของชั้นเคลือบโลหะจะกำหนดความน่าเชื่อถือของพันธะระหว่างเซรามิกและโลหะ

โครงการกระบวนการ	พารามิเตอร์การควบคุม
อุณหภูมิการเผาผนึก	1500-1600 องศา
โม-อุณหภูมิการทำให้เป็นโลหะ	1400-1500 องศา
ความหนาของชั้นโลหะ	10–30 μm
แรงยึดเกาะ	>20 นิวตัน/ตร.มม

เมื่อเชื่อมต่อเซรามิกกับโลหะ จำเป็นต้องจัดการการจับคู่สัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อน มิฉะนั้นความผันผวนของอุณหภูมิอาจทำให้เกิดความเค้นตกค้าง ซึ่งนำไปสู่การแตกร้าวของเซรามิกหรือการแยกตัวของชั้นโลหะ

ข้อต่อที่มีความแข็งแรงสูง-ระหว่างขั้วเซรามิกและทองแดงสามารถทำได้โดยใช้การบัดกรีด้วยทองแดงเงิน- การบัดกรีแบบแอคทีฟ หรือกระบวนการประสานสุญญากาศ ขณะเดียวกันก็รักษาความต้านทานการสัมผัสต่ำและค่าการนำไฟฟ้าที่เสถียร

Production Technology and Application of metallized ceramic components

สำหรับตัวเซรามิกคอนแทคเตอร์ HVDC ลูกค้าในภาคพลังงานใหม่ไม่เพียงมุ่งเน้นคุณสมบัติของวัสดุเท่านั้น แต่ยังรวมถึงความสม่ำเสมอของการผลิตจำนวนมากและการตรวจสอบย้อนกลับคุณภาพด้วย

คุณภาพของผลิตภัณฑ์ได้รับการควบคุมในระหว่างกระบวนการผลิตผ่านการตรวจสอบขนาด การทดสอบประสิทธิภาพทางไฟฟ้า และการตรวจสอบความน่าเชื่อถือ

รายการตรวจสอบที่สำคัญ ได้แก่ :

รายการตรวจสอบ	วิธีทดสอบ	อุปกรณ์ตรวจสอบ	เป้าหมายการควบคุม	วัตถุประสงค์ทางวิศวกรรม
ความแม่นยำของมิติ	การตรวจสอบมิติ CMM	เครื่องวัดพิกัด (CMM)	±0.01มม	รับประกันการจับคู่ที่แม่นยำระหว่างตัวเครื่องเซรามิก ขั้วต่อโลหะ และโครงสร้างการซีล ปรับปรุงความสม่ำเสมอในการประกอบ
ประสิทธิภาพของฉนวน	การทดสอบการทนต่อไฟฟ้าแรงสูง	เครื่องทดสอบไฟฟ้าแรงสูง	Dielectric strength >15kV/มม	ตรวจสอบความน่าเชื่อถือของฉนวนภายใต้สภาวะไฟฟ้าแรงสูงและป้องกันไฟฟ้าเสียหรือกระแสรั่วไหล
ความแข็งแรงในการยึดเกาะของโลหะ	การทดสอบแรงดึง	อุปกรณ์ทดสอบแรงดึง	>20N/ตร.มม	รับประกันการยึดเกาะที่มั่นคงระหว่างชั้นเคลือบโลหะ Mo-Mn และซับสเตรตเซรามิก ป้องกันการหลุดออกของชั้นระหว่าง-การทำงานระยะยาว
ประสิทธิภาพการปิดผนึก	การทดสอบการรั่วของฮีเลียม	เครื่องตรวจจับการรั่วไหลของฮีเลียมแมสสเปกโตรมิเตอร์	ไม่มีแก๊สรั่ว ตรงตามข้อกำหนดการปิดผนึก	ตรวจสอบความสมบูรณ์ของข้อต่อที่ประสานระหว่างเซรามิก-กับ-โลหะ และรักษาสภาพแวดล้อมภายในของคอนแทคเตอร์ให้มั่นคง
ข้อบกพร่องภายใน	การตรวจสอบ X-Ray แบบไม่-แบบทำลายล้าง	ระบบเอ็กซเรย์ตรวจสอบสิ่งปลอมปนทางอุตสาหกรรม-	ไม่มีรอยแตก ช่องว่าง หรือสิ่งเจือปนที่มองเห็นได้	ตรวจจับข้อบกพร่องภายในของเซรามิกและลดความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นจากความล้มเหลวในระหว่างการผลิตจำนวนมาก

สำหรับโครงการยานยนต์พลังงานใหม่ เราสามารถจัดเตรียมเอกสารระบบการจัดการคุณภาพ IATF 16949 ข้อมูล PPAP ระดับ 3 รายงานวัสดุ และบันทึกการควบคุมกระบวนการตามคำขอของลูกค้า

ยานพาหนะพลังงานใหม่ระบบไฟฟ้าแรงสูง-

ในรถยนต์พลังงานใหม่ ส่วนประกอบเซรามิกเคลือบโลหะจะใช้เป็นหลักใน:

คอนแทคเตอร์ HVDC หลักเชิงบวกและเชิงลบสำหรับชุดแบตเตอรี่แบบฉุดลาก
คอนแทคเตอร์ที่ชาร์จล่วงหน้า-
หน่วยจ่ายไฟฟ้าแรงสูง- (PDU)
โมดูลควบคุมแรงดันไฟฟ้าสูง-สำหรับระบบการชาร์จที่รวดเร็ว-

ในระหว่างการทำงานของยานพาหนะ ส่วนประกอบเซรามิกเหล่านี้จะต้องทนทานต่อการสั่นสะเทือน การหมุนเวียนของความร้อน (การสัมผัสกับอุณหภูมิสูงและต่ำ) และผลกระทบจากความร้อนที่เกิดจากอาร์คที่เกิดจากการสลับบ่อยครั้ง

ระบบกักเก็บพลังงาน (ESS)

ในโรงไฟฟ้าเก็บพลังงานขนาดใหญ่-และหน่วยเก็บพลังงานเชิงพาณิชย์/อุตสาหกรรม คอนแทคเตอร์ HVDC จะจัดการการเชื่อมต่อระหว่างคลัสเตอร์แบตเตอรี่ ระบบแปลงพลังงาน (PCS) และโครงข่ายไฟฟ้า

ตัวเครื่องเซรามิกเคลือบโลหะมีสภาพแวดล้อมเป็นฉนวนที่มั่นคง ช่วยให้ระบบกักเก็บพลังงานทำงานอย่างปลอดภัยตลอด-รอบการปล่อยประจุ

อินเวอร์เตอร์ PV และอุปกรณ์ป้องกัน DC

ระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ (PV) ฝั่ง DC แรงดันไฟฟ้าสูง-ทำงานในสภาพแวดล้อมกลางแจ้งเป็นเวลานาน โดยต้องใช้ส่วนประกอบที่ทนทานต่อความร้อน ความชื้น และการเสื่อมสภาพของสิ่งแวดล้อม

ส่วนประกอบเซรามิกเคลือบโลหะใช้ใน:

อินเวอร์เตอร์พีวี
กล่องรวม DC
โมดูลป้องกันแรงดันไฟฟ้าสูง-

Xiamen Apollo Stamping Welding Technology Co., Ltd. เชี่ยวชาญการผลิตส่วนประกอบที่มีความแม่นยำสำหรับรถยนต์พลังงานใหม่ การจัดเก็บพลังงาน และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง บริษัทให้บริการ OEM สำหรับตัวเซรามิกคอนแทคเตอร์ HVDC ชุดประกอบเซรามิกเคลือบโลหะ และตัวเชื่อมต่อที่มีความแม่นยำที่เกี่ยวข้อง

ความสามารถในการผลิตประกอบด้วย:

การขึ้นรูปที่แม่นยำของตัวเซรามิกอลูมินา
การเผาผนึกที่อุณหภูมิสูง-
Mo-Mn การทำให้เป็นโลหะ
การประสานสูญญากาศจากเซรามิก-ถึง-โลหะ
การตรวจสอบมิติที่แม่นยำ
การควบคุมคุณภาพการผลิตจำนวนมาก

สำหรับโครงการภายในห่วงโซ่อุปทานระดับ 1 และ 2 ของอุตสาหกรรมยานยนต์พลังงานใหม่ บริษัทสนับสนุนการตรวจสอบการออกแบบ DFM การพัฒนาตัวอย่าง การส่งเอกสาร PPAP ระดับ 3 และ-การส่งมอบการผลิตจำนวนมากในระยะยาว

สำหรับข้อกำหนดที่กำหนดเองเกี่ยวกับตัวเครื่องเซรามิกคอนแทคเตอร์ HVDC หลอดเซรามิกฟิวส์แรงดันสูง- หรือชุดประกอบเซรามิกอลูมินา โปรดจัดเตรียมแบบผลิตภัณฑ์ ข้อมูลจำเพาะของวัสดุ และปริมาณโดยประมาณต่อปีสำหรับการประเมินทางวิศวกรรม

รับการประเมินทางวิศวกรรม OEM สำหรับตัวเซรามิก

Details Presentation of metallized ceramic components

ถาม: เหตุใดจึงเลือกใช้วัสดุอลูมินา 95% สำหรับตัวเซรามิกคอนแทคเตอร์ HVDC

ตอบ: เซรามิกอลูมินา 95% มีความเป็นฉนวนมากกว่า 15 kV/มม. ความแข็งแรงเชิงกลสูงกว่า 300 MPa และคุณสมบัติการขยายตัวทางความร้อนที่เสถียร ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานฉนวนแรงดันสูง-ในยานพาหนะพลังงานใหม่

ถาม: รับประกันความน่าเชื่อถือในระยะยาว-ของชั้นเคลือบโลหะบนตัวเครื่องเซรามิกได้อย่างไร

ตอบ: กระบวนการต่างๆ เช่น การทำให้โลหะเป็นโลหะ Mo-Mn การเผาผนึกที่อุณหภูมิสูง- และการชุบนิกเกิล ถูกนำมาใช้เพื่อสร้างพันธะที่มั่นคงระหว่างชั้นโลหะกับเซรามิก ซึ่งโดยทั่วไปจะส่งผลให้มีความแข็งแรงในการยึดเกาะมากกว่า 20 N/mm²

ถาม: ตัวเซรามิก HVDC สามารถรองรับการจัดส่ง PPAP ระดับ 3 ของยานยนต์ได้หรือไม่

ก. ใช่. สำหรับโครงการยานยนต์พลังงานใหม่ สามารถจัดเตรียมเอกสาร PPAP ระดับ 3 ได้ รวมถึงรายงานมิติ การรับรองวัสดุ เอกสารควบคุมกระบวนการ และบันทึกการทดสอบ

ถาม: ตัวเซรามิก HVDC แบบปรับแต่งได้มีความแม่นยำด้านมิติระดับใด

ตอบ: ด้วยการตัดเฉือนที่แม่นยำและการตรวจสอบ CMM ขนาดโครงสร้างที่สำคัญสามารถควบคุมได้ภายในพิกัดความเผื่อ ±0.01 มม.