Ceramika z azotku krzemu w dziedzinie nowych pojazdów energetycznych
azotek krzemuposiada doskonałe właściwości, takie jak wysoka wytrzymałość na zginanie, wysoka odporność na pękanie,dobra odporność na pełzanie, wysoka twardość i wysoka odporność na zużycie. Uważany jest za najlepszy –
materiał wykonawczy wśród rodziny ceramiki konstrukcyjnej. Ponieważ jest to szybko rozwijająca się strategiczna wschodząca branża z ciągłymi innowacjami technologicznymi, rośnie zapotrzebowanie na komponenty ceramiczne w dziedzinie nowych pojazdów energetycznych, a azotek krzemu odgrywa wiele ważnych ról.
Po pierwsze,łożyska z azotku krzemusą krytycznymi składnikami znanymi jako"frytki"branży mechanicznej. Stosowane są głównie do podpierania maszyn wirujących i zmniejszania współczynników tarcia, zapewniając precyzyjną pracę obrotową.azotek krzemuma gęstość około 42% stali łożyskowej, wysoki moduł sprężystości 320 GPa, wytrzymałość na rozciąganie 1600 MPa i wytrzymałość na ściskanie do 3600 MPa. Ponadto jego właściwości mechaniczne pozostają prawie niezmienione poniżej 900°C, co czyni go idealnym materiałem na elementy toczne łożysk tocznych. Obecnie łożyska, które używająkulki z azotku krzemuponieważ elementy toczne stały się najpopularniejszymi, wysokowydajnymi i szeroko stosowanymi zaawansowanymi łożyskami ceramicznymi na całym świecie. W dziedzinie nowych pojazdów energetycznych przyjęciełożyska z azotku krzemuwynika głównie z następujących przyczyn:
1. Łożyska silników elektrycznych wymagają materiałów o niskiej gęstości i większej odporności na zużycie, aby się do nich dostosować
wyższe prędkości.
2. Prąd przemienny generowany przez silnik powoduje zmiany w otaczającym polu elektromagnetycznym, co wymaga dobrych właściwości izolacyjnych w celu ograniczenia korozji spowodowanej rozładowaniem łożysk.
3. Kulki łożyskowe muszą mieć gładką powierzchnię i minimalne zużycie. Kulki ceramiczne, ze względu na swoją niską gęstość, wysoką twardość i doskonałą odporność na zużycie, doskonale nadają się do pracy przy dużych prędkościach obrotowych. Są szczególnie niezastąpione w środowiskach o wysokiej temperaturze, silnym polu magnetycznym i wysokiej próżni. W dziedzinie nowych pojazdów energetycznych łożyska ceramiczne stopniowo zastępują stalowe łożyska kulkowe.
Po drugie,podłoża ceramiczne z azotku krzemuto płytki ceramiczne wykonane metodą spiekaniaazotek krzemuproszek
z niewielką ilością tlenków i pierwiastków ziem rzadkich. Podłoża te wykazują doskonałą wszechstronną wydajność i niezawodność, w tym wysoką przewodność cieplną, wysoką wytrzymałość mechaniczną, niski współczynnik rozszerzalności cieplnej, odporność na utlenianie, odporność na korozję termiczną, niskie straty dielektryczne i niski współczynnik tarcia. Ceramika z azotku krzemu ma wyjątkowo wysoką teoretyczną przewodność cieplną (około 400 W/(m·K)) i niski współczynnik rozszerzalności cieplnej (około 3,0x10-6℃), dzięki czemu są kompatybilne z materiałami takimi jak Si, SiC i GaAs. Dlatego wysoka wytrzymałość i wysoka przewodność cieplnapodłoża z azotku krzemuspełniają wymagania dotyczące wysokiej temperatury, dużej mocy, wysokiego rozpraszania ciepła i wysokiej niezawodności w przypadku pakowania modułów elektronicznych urządzeń zasilających w samochodach. Niektórzy uważają, że podłoża ceramiczne z azotku krzemu są produktami ulepszonymi w porównaniu z podłożami ceramicznymi z tlenku glinu i podłożami ceramicznymi z azotku glinu. Obecnie podłoża z azotku krzemu są używane głównie do pakowania Si IGBT i SiC MOSFET, z następującymi konkretnymi zastosowaniami:
1. W przypadku IGBT klasy samochodowej wydajność rozpraszania ciepła jest znacznie wyższa niż w przypadku klasy przemysłowej. Wewnętrzna temperatura falownika jest bardzo wysoka i należy również wziąć pod uwagę silne wibracje. Wymagania dotyczące wydajności dla IGBT klasy samochodowej znacznie przewyższają wymagania dotyczące klasy przemysłowej. Podłoża z azotku krzemu doskonale nadają się do pakowania IGBT klasy motoryzacyjnej, zdolne do przystosowania się do środowisk pracy o wysokiej temperaturze i wysokim ciśnieniu, skutecznie rozpraszając wysokie ciepło wytwarzane w systemie zasilania, chroniąc normalne działanie chipa i przedłużając usługę żywotność urządzeń elektronicznych.
2. W przypadku tranzystorów MOSFET SiC zastosowanie ich w rdzeniu napędowym nowych pojazdów energetycznych może zwiększyć zasięg o 5% do 10% w porównaniu z tradycyjnymi tranzystorami IGBT Si. Chipy SiC MOSFET mają niewielką powierzchnię i wysokie wymagania dotyczące rozpraszania ciepła. Podłoża ceramiczne z azotku krzemu mają doskonałą zdolność rozpraszania ciepła i wysoką niezawodność, co czyni je niemal obowiązkowym wyborem do podstawowego zastosowania SiC MOSFET w dziedzinie nowych pojazdów energetycznych. Na przykład Tesla Model 3 szeroko wykorzystuje podłoża ceramiczne z azotku krzemu, aby rozwiązać problemy z rozpraszaniem ciepła urządzeń SiC MOSFET.
Podsumowując, dwa główne kierunki zastosowań ceramiki z azotku krzemu w dziedzinie nowych pojazdów energetycznych to łożyska z azotku krzemu oraz podłoża z azotku krzemu o wysokiej przewodności cieplnej. Łożyska z azotku krzemu wykazują doskonałe właściwości mechaniczne i odporność na zużycie, dzięki czemu nadają się do pracy przy dużych prędkościach obrotowych i trudnych warunkach pracy, i są szeroko stosowane w układach silnikowych pojazdów wykorzystujących nowe źródła energii. Podłoża ceramiczne z azotku krzemu mają wysoką przewodność cieplną i wytrzymałość mechaniczną, spełniając wymagania dotyczące wysokiej temperatury, dużej mocy, wysokiego rozpraszania ciepła i wysokiej niezawodności dla samochodowych modułów elektronicznych urządzeń zasilających i są szeroko stosowane w opakowaniach Si IGBT i SiC MOSFET . Aplikacje te przyczyniają się do rozwoju nowych pojazdów energetycznych,
XIAMEN MASCERA TECHNOLOGY CO., LTD. to renomowany i rzetelny dostawca specjalizujący się w produkcji i sprzedaży ceramiki technicznej. Zapewniamy produkcję na zamówienie i obróbkę o wysokiej precyzji dla szerokiej gamy wysokowydajnych materiałów ceramicznych, w tym ceramika z tlenku glinu, ceramika cyrkonowa, azotek krzemu, węglik krzemu, azotek boru, azotek glinu I obróbka skrawaniem ceramiki szklanej. Obecnie nasze części ceramiczne można znaleźć w wielu branżach, takich jak mechaniczna, chemiczna, medyczna, półprzewodnikowa, samochodowa, elektroniczna, metalurgiczna itp. Naszą misją jest dostarczanie najwyższej jakości części ceramicznych dla użytkowników na całym świecie i to wielka przyjemność widzieć naszą ceramikę części działają wydajnie w określonych zastosowaniach klientów. Możemy współpracować zarówno przy produkcji prototypowej, jak i masowej, zapraszamy do kontaktu z nami, jeśli masz wymagania.
