ชิ้นส่วนคอมโพสิตไมก้าเซรามิก

คุณรู้ไหมว่า หลังจากยี่สิบปีที่ต้องรับมือกับฝันร้ายในการจัดการระบายความร้อนในทุกอุตสาหกรรม ตั้งแต่การบินและอวกาศไปจนถึงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ฉันได้เรียนรู้ว่าวัสดุคอมโพสิตส่วนใหญ่ให้คำมั่นสัญญาต่อโลกแต่กลับยอมประนีประนอม ไม่ว่าจะเป็นฉนวนอย่างดีแต่ไม่สามารถทนความร้อนได้ หรือจัดการความร้อนแต่สร้างปัญหาทางไฟฟ้า ชิ้นส่วนคอมโพสิตไมกา-เซรามิกของ NBRAM นั้นแตกต่างออกไป โดยเป็นหนึ่งในวัสดุหายากที่ให้สิ่งที่ดีที่สุดแก่คุณทั้งสองโลกโดยไม่ต้องแลกกันตามปกติ ไมกาธรรมชาติให้การแยกทางไฟฟ้า ในขณะที่เมทริกซ์เซรามิกจัดการการจัดการระบายความร้อน สร้างการทำงานร่วมกันที่มีประสิทธิภาพเหนือกว่าสิ่งอื่นใดในตลาด เป็นส่วนประกอบประเภทหนึ่งที่ทำให้วิศวกรนอนหลับได้ดีขึ้นในเวลากลางคืน โดยรู้ว่าการออกแบบของพวกเขาจะไม่ล้มเหลวเนื่องจากข้อจำกัดด้านวัสดุ

สิ่งที่ทำให้ชิ้นส่วนคอมโพสิตเหล่านี้ทนทานต่อสภาวะสุดขั้ว: ช่วงอุณหภูมิในการทำงานตั้งแต่ -60°C ถึง 950°C ต่อเนื่อง พร้อมความต้านทานการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรวดเร็วซึ่งช่วยให้หมุนเวียนอย่างรวดเร็วระหว่างสุดขั้วโดยไม่แตกร้าวหรือหลุดล่อน ความเป็นฉนวนจะคงอยู่ที่ 15-25 kV/มม. ขึ้นอยู่กับความหนา โดยมีความต้านทานเชิงปริมาตรสูงกว่า 10^14 Ω•cm อย่างสม่ำเสมอ แม้ว่าจะสัมผัสกับอุณหภูมิสูงเป็นเวลานานก็ตาม ชิ้นส่วนคอมโพสิตไมกา-เซรามิกมีค่าการนำความร้อน 1.5-2.5 W/m•K - เพียงพอที่จะจัดการความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยยังคงความเป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม มีความหนาตั้งแต่ 0.5 มม. ถึง 25 มม. พร้อมสูตรที่กำหนดเองเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพด้านความร้อนหรือความเป็นฉนวนสำหรับการใช้งานเฉพาะด้าน

รายละเอียดการผลิต

ในระหว่างการเยี่ยมชมโรงงานครั้งล่าสุดของฉันที่ NBRAM สิ่งที่ทำให้ฉันประทับใจจริงๆ คือกระบวนการยิงร่วมที่เป็นกรรมสิทธิ์ของพวกเขาสำหรับการผลิตชิ้นส่วนคอมโพสิตไมกา-เซรามิก พวกเขาไม่เพียงแค่ผสมไมกาและผงเซรามิกเท่านั้น แต่ยังพัฒนาวิธีการแบบเป็นชั้นโดยให้เกล็ดเลือดไมก้าวางขนานกับพื้นผิว ทำให้เกิดสิ่งกีดขวางทางธรรมชาติต่อการติดตามทางไฟฟ้า แต่ละชุดได้รับการสแกน CT เพื่อตรวจสอบช่องว่างขนาดเล็กหรือการแยกส่วนที่อาจทำให้ประสิทธิภาพลดลง สูตรเซรามิกประกอบด้วยสารเติมแต่งเฉพาะที่ตรงกับค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนของไมกา ป้องกันรอยแตกจากความเครียดที่รบกวนวัสดุคอมโพสิตส่วนใหญ่ ฉันเฝ้าดูพวกเขาปฏิเสธการดำเนินการผลิตทั้งหมดเนื่องจากการจัดตำแหน่งไมก้าลดลงเพียง 2 องศา นั่นคือการควบคุมคุณภาพที่ทำให้ชิ้นส่วนเหล่านี้ใช้งานได้นานหลายทศวรรษ

คุณสมบัติของผลิตภัณฑ์และการใช้งาน

เรามีโครงการฝันร้ายนี้กับผู้ผลิตรถยนต์ไฟฟ้าเมื่อปีที่แล้ว - ระบบการจัดการแบตเตอรี่ของพวกเขาล้มเหลวเนื่องจากการระบายความร้อนระหว่างเซลล์ วัสดุฉนวนที่มีอยู่ไม่สามารถทนความร้อนได้หรือทำให้เกิดเส้นทางไฟฟ้ารั่ว การติดตั้งชิ้นส่วนคอมโพสิตไมกาเซรามิกของ NBRAM ให้เป็นฉนวนระหว่างเซลล์ก็เหมือนกับการพลิกสวิตช์ ทันใดนั้น พวกเขาก็ได้รับการจัดการระบายความร้อนและการแยกทางไฟฟ้าที่สมบูรณ์แบบในวัสดุชิ้นเดียว วิศวกรยานยนต์บอกฉันว่าพวกเขาเพิ่มความหนาแน่นของแบตเตอรี่ขึ้น 15% เนื่องจากสามารถวางเซลล์ไว้ใกล้กันมากขึ้นโดยไม่มีความเสี่ยงต่อการแพร่กระจายของความร้อน คอมโพสิตเหล่านี้กลายเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง บัสบาร์ไฟฟ้าแรงสูง อุปกรณ์การผลิตเซมิคอนดักเตอร์ และการใช้งานใดๆ ที่คุณต้องการทั้งการจัดการระบายความร้อนและการแยกทางไฟฟ้าในส่วนประกอบเดียวที่เชื่อถือได้