La CINA Wuxi Special Ceramic Electrical Co.,Ltd Company News

Le sfere Si₃N₄ sono ora il materiale standard per cuscinetti ibridi e completamente ceramici utilizzati nei motori di trazione EV, nei generatori di turbine eoliche e nei mandrini industriali ad alta velocità. Forniscono un isolamento elettrico completo, eliminando i percorsi di dispersione di corrente e proteggendo l'integrità della lubrificazione. Grazie alla loro bassa densità e all'elevata rigidità, questi cuscinetti consentono velocità di rotazione più elevate e livelli di vibrazioni inferiori, migliorando direttamente l'efficienza energetica. Nell'uso sul campo a lungo termine, l'intervallo di sostituzione è stato esteso del 300–400%, mentre i livelli di rumore sono stati ridotti del 20%.Con l'evoluzione delle industrie verso sistemi elettrificati e senza manutenzione, i cuscinetti in nitruro di silicio sono riconosciuti a livello globale come la soluzione definitiva per applicazioni rotanti ad alta velocità, alta tensione e alta affidabilità.

Con il rapido sviluppo dei veicoli elettrici (EV), dell'alta velocità ferroviaria e dei nuovi sistemi di ricarica energetica, la gestione termica dei dispositivi di potenza è diventata un fattore critico per l'affidabilità del sistema. Il substrato ceramico in nitruro di silicio (Si₃N₄) ad alta conducibilità termica è emerso come materiale chiave per l'imballaggio avanzato e la dissipazione del calore nei dispositivi a semiconduttore di terza generazione come IGBT, MOSFET e moduli SiC. Prodotto da polvere di nitruro di silicio ad alta purezza, il substrato viene sinterizzato a temperature superiori a 2000°C utilizzando una formula proprietaria e un processo di pressatura a caldo. Raggiunge una conducibilità termica superiore a 80W/(m·K) mantenendo un eccellente isolamento elettrico, basse perdite dielettriche e un'elevata resistenza meccanica. Rispetto all'allumina e al nitruro di alluminio, le ceramiche Si₃N₄ offrono una tenacità superiore e una maggiore resistenza agli shock termici, garantendo una maggiore durata dei dispositivi e una maggiore stabilità del sistema. Nei moduli di azionamento dei motori EV, negli inverter, nei convertitori DC/DC e nelle stazioni di ricarica rapida, il substrato ceramico Si₃N₄ riduce efficacemente la temperatura di giunzione e migliora l'efficienza della dissipazione del calore. La sua eccezionale tenacità alla frattura e la resistenza ai cicli termici lo rendono ideale per condizioni difficili come i veicoli ibridi e i sistemi di alimentazione per il trasporto ferroviario. Oltre all'industria dei veicoli elettrici, i substrati in nitruro di silicio sono utilizzati anche nei sistemi di trazione ferroviaria, nei moduli di controllo dell'elettronica di potenza, negli inverter industriali e negli inverter solari. Con la loro combinazione di alta conducibilità termica, isolamento elettrico e affidabilità, i substrati Si₃N₄ stanno ridefinendo il futuro dell'imballaggio dell'elettronica di potenza e della gestione termica.

Nelle operazioni di pressofusione di alluminio, l'efficienza della degasazione determina direttamente l'integrità del getto. I rotori convenzionali in grafite si ossidano e si erodono rapidamente, creando una dispersione irregolare dei gas e frequenti interventi di manutenzione.Il sistema rotore ceramico al nitruro di silicio utilizza un design della girante di precisione con canali di diffusione delle bolle ottimizzati per massimizzare la rimozione dell'idrogeno. Costruito in Si₃N₄ denso, resiste agli shock termici e alla corrosione anche durante cicli continui di 1.000 ore a 900–1000 °C.Il risultato è una riduzione del 30–40% del contenuto di idrogeno, un aumento dell'8–10% della densità del metallo e una significativa diminuzione dei difetti di porosità.Poiché la ceramica è chimicamente inerte all'alluminio fuso, garantisce una fusione più pulita, prolungando la durata del filtro e migliorando la qualità a valle. Per ruote automobilistiche, pistoni e componenti strutturali pressofusi, il sistema rotore in Si₃N₄ aggiornato offre una resa più elevata, una manutenzione inferiore e una consistenza superiore, aiutando i produttori a ottenere componenti in alluminio leggeri e privi di difetti per mercati esigenti.

L'idrogeno è un'impurità comune nell'alluminio fuso, che porta a porosità e riduzione della resistenza meccanica nei getti. Il rotore e l'albero di degasaggio in nitruro di silicio sono progettati per resistere al funzionamento continuo a 700–1000 °C senza ossidazione o reazione chimica. Con una resistenza alla flessione ≥ 800 MPa e una densità ≥ 3,2 g/cm³, questi componenti mantengono la stabilità dimensionale e garantiscono una lunga durata. La proprietà di non bagnabilità del Si₃N₄ previene la contaminazione dell'alluminio, mentre la geometria ottimizzata del rotore disperde argon o azoto in micro-bolle, ottenendo una rimozione dell'idrogeno più rapida e uniforme. I test industriali mostrano un aumento del 30% dell'efficienza di degasaggio e fino al 50% di riduzione della porosità dei getti rispetto ai rotori in grafite. Ampiamente utilizzati nella pressofusione, nella raffinazione delle leghe di alluminio e nella colata continua, i sistemi di degasaggio in Si₃N₄ garantiscono metallo pulito, una maggiore durata del rotore e una produzione più affidabile per componenti in alluminio ad alte prestazioni.

Nel mercato europeo, sempre più produttori stanno adottando la ceramica di ossido di alluminio come sostituto dei materiali tradizionali. Un'azienda europea di macchinari ha applicato la ceramica di allumina in valvole e guarnizioni di pompe, prolungando la durata delle apparecchiature del 40% e riducendo la frequenza di manutenzione di quasi la metà. Il feedback ha mostrato miglioramenti significativi nell'efficienza produttiva e nella convenienza economica. Questo caso dimostra che la ceramica di ossido di alluminio non solo offre elevata resistenza e resistenza all'usura, ma riduce anche i costi di manutenzione complessivi. Per i clienti europei, l'adozione della ceramica di ossido di alluminio non è solo un aggiornamento tecnologico, ma anche un fattore chiave di competitività nel mercato.

Diverse aziende operano in condizioni di produzione uniche, il che significa che i requisiti di prestazione per i componenti variano. I componenti ceramici personalizzati in allumina possono essere fabbricati in base ai disegni o ai campioni dei clienti, garantendo un'aderenza precisa e prestazioni su misura in termini di dimensioni, resistenza al calore e isolamento.I clienti sono principalmente preoccupati per i costi di manutenzione durante il funzionamento. I componenti ceramici personalizzati in ossido di alluminio, con la loro elevata compatibilità e durata, riducono i tempi di inattività e le riparazioni causate da errori di montaggio o guasti dei materiali. In definitiva, migliorano l'efficienza complessiva delle apparecchiature e riducono significativamente i costi operativi a lungo termine per i clienti.

Durante la colata di alluminio a bassa pressione, i tubi di colata metallici spesso si ossidano o reagiscono con l'alluminio fuso, generando inclusioni e riducendo la purezza del prodotto. Il tubo di colata in nitruro di silicio offre un'eccezionale resistenza all'ossidazione, alla corrosione e agli shock termici. Realizzato tramite sinterizzazione di precisione, il materiale presenta una microstruttura densa ed eccellente stabilità termica, in grado di operare a 800–1000°C senza deformazioni. Poiché il nitruro di silicio non è bagnabile dall'alluminio fuso (angolo di contatto >90°), previene l'adesione e la contaminazione del metallo. Le applicazioni sul campo nella colata di ruote in alluminio hanno dimostrato che i tubi di colata in Si₃N₄ durano oltre 12 mesi, rispetto ai soli 3–4 mesi dei tubi metallici, riducendo i costi di sostituzione del 60% e garantendo un flusso di metallo stabile e ad alta purezza. I riser in Si₃N₄ sono ora ampiamente adottati nella pressofusione, nella raffinazione di leghe di alluminio e nei sistemi di colata continua, garantendo una qualità costante, maggiori tempi di attività e una migliore pulizia del processo.

L'industria chimica pone esigenze estremamente elevate in termini di resistenza alla corrosione. La ceramica di ossido di alluminio, con le sue proprietà chimiche stabili, è ampiamente utilizzata in pompe chimiche, rivestimenti di valvole, rivestimenti di reattori e attrezzature di laboratorio. Anche se esposta a mezzi acidi o alcalini per periodi prolungati, mantiene l'integrità strutturale e prestazioni costanti. Quando si scelgono i materiali per le apparecchiature chimiche, i clienti sono principalmente preoccupati per la corrosione che porta a perdite e costosi tempi di inattività. La ceramica di allumina offre una resistenza superiore rispetto ai metalli, prolungando la vita utile delle apparecchiature e riducendo la frequenza di manutenzione, garantendo così una produzione continua e sicura.

Nei sistemi elettrici e dei forni, i guasti di isolamento e gli archi voltaici ad alte temperature spesso causano arresti imprevisti o danni ai componenti. Gli isolanti tradizionali in allumina si rompono facilmente in caso di rapidi cambiamenti di temperatura, riducendo la sicurezza e la durata. L'anello isolante composito in nitruro di silicio offre una soluzione affidabile. Progettato con una struttura composita Si₃N₄–SiC, combina un eccellente isolamento elettrico, resistenza meccanica e resistenza agli shock termici. Anche a 800–1000 °C, mantiene una stabile resistenza di isolamento e integrità strutturale. La sua bassa costante dielettrica minimizza la perdita di potenza, mentre la sua elevata tenacità previene micro-fessurazioni e guasti superficiali. I clienti che utilizzano anelli isolanti in Si₃N₄ segnalano oltre il 50% in meno di guasti elettrici e cicli di manutenzione significativamente prolungati. Questi componenti sono ampiamente utilizzati nei forni di riduzione del polisilicio, nei sistemi di riscaldamento a induzione e negli stampi per colata, garantendo sicurezza e stabilità a lungo termine in ambienti elettrici ad alta temperatura.

La ceramica di allumina ad alta purezza è molto apprezzata per l'eccellente conducibilità termica e le stabili proprietà fisiche. Nell'industria elettronica, è ampiamente utilizzata in substrati e materiali di imballaggio per la dissipazione del calore, consentendo un rapido trasferimento di calore per mantenere stabili i componenti. I clienti preferiscono la ceramica di ossido di alluminio ad alta purezza per le sue prestazioni termiche affidabili a lungo termine. Allo stesso tempo, la struttura densa e la resistenza all'usura della ceramica di allumina ad alta purezza offrono una durata significativamente maggiore rispetto ai materiali convenzionali. Per i clienti, ciò si traduce in durata in condizioni di alta temperatura e carico elevato, minori sostituzioni e, in definitiva, minori costi operativi totali.