优点,益处和应用陶瓷 - 金属密封件

当工程师为馈通和其他电气连接器设计密封时,要评估四类材料。在低端,简单的环氧树脂或胶水可能就足够了。另外,带有弹性材料o形环的机械密封可以提供更可靠的解决方案。对于要求更高的应用,玻璃密封在温度、压力和湿度剧烈变化时有效防止泄漏。

高性能电机应用陶瓷密封件

性能最高的电气密封系统采用陶瓷材料,具有优异的抗热、机械冲击和腐蚀性能。然而,陶瓷相对于玻璃的优越性能是有代价的。陶瓷材料通常比玻璃和陶瓷 - 金属密封件需要更复杂的工程和更复杂的制造过程。

其中,陶瓷密封件推荐应用

因此,世界领先的陶瓷-金属组件制造商摩根先进材料(MAC)的Alberox产品部门建议在玻璃密封件无法满足苛刻的应用性能亚博网站下载要求的情况下使用陶瓷密封件。例如:高抗热和机械冲击是许多航空航天应用所必需的;医疗植入设备要求具有优异的耐腐蚀性能和生物相容性;优良的介电性能是高电压、高电流激光应用的关键。

陶瓷-金属密封的优点

陶瓷与金属密封具有许多特性,比玻璃与金属密封具有更坚固耐用的密封和更好的电气绝缘。Alberox产品主要使用95%氧化铝(AL-500®),97.6%氧化铝(AL-300®),99.5%氧化铝(AL-995®)以及100%纯蓝宝石和红宝石构建密封。多晶氧化铝材料,如AL-995,在需要良好散热片的应用中亚博网站下载更受青睐。蓝宝石和红宝石是用于一些医疗植入物和其他高纯度应用的单晶配方。Alberox Products还生产由氮化铝、氧化锆、碳化硅和氮化硅组成的陶瓷-金属组件。

密封陶瓷 - 金属密封件

适当设计的陶瓷-金属密封能够在各种恶劣条件下保持密封性,如高低温、腐蚀性、高压和高真空环境。陶瓷-金属密封的行业标准泄漏率是5 × 10-9立方厘米/秒,如由氦质谱仪泄漏测试,其表示幅度至少一个数量级较低的泄漏速率(更好的密封性)比最好的玻璃密封件进行测试。

热优势陶瓷 - 金属密封件

陶瓷-金属密封不仅在极高和极低的温度下保持稳定,而且能够承受严重的热冲击和重复的热循环。与玻璃不同,陶瓷在高温下可以作为优良的电绝缘体,而玻璃在高温下可以导电。

陶瓷-金属密封的机械强度优势

陶瓷-金属密封的另一个优点是机械强度高。与玻璃相比,陶瓷在高振动和高重力条件下不易断裂。玻璃的另一个问题是表面形成半月板的趋势,导致小块破裂-这显然是不希望的情况下,医疗植入和其他应用,杂质和污染物是有问题的。陶瓷在酸性和碱性环境中也比玻璃更耐腐蚀。

钎焊的优点陶瓷 - 金属密封件

陶瓷 - 金属密封件采用钎焊加入陶瓷和金属部件。钎焊过程中产生强的结合和优异的密封件。钎焊作品以及金属和到玻璃不连结以及合金。例如,它是难以粘合到玻璃铜,这是所希望的其导电率,或镍,这是有利的用于其优越的耐热性。陶瓷 - 金属密封键很好地铜和Cu合金(铜镍)和镍和Ni合金(例如蒙乃尔,Alumel®,Nial®)。

与玻璃密封相比,在母材和陶瓷基板之间存在钎焊金属也可以提高系统的稳健性。钎焊材料比陶瓷更灵活,吸收一些机械冲击,并有助于缓解陶瓷和母材的热膨胀之间的不匹配。相比之下,相对刚性和脆性的玻璃密封件放置在与金属基体直接接触的位置,而不使用任何间隙钎焊材料。

典型的应用

植入电子设备

陶瓷 - 金属组件在可植入电子设备中发挥关键作用。自从第一个心脏起搏器在美国成功植入后的45年里,研究人员和医生创造了一系列广泛的植入式电子设备,包括除颤器、耳蜗植入器和神经刺激器。

例如,医疗设备公司正在测试刺激不同神经的神经刺激剂,以治疗特定的医疗状况:舌下神经用于治疗睡眠呼吸暂停,骶神经用于治疗肠道疾病,胃用于治疗肥胖,丘脑用于治疗癫痫,迷走神经用于治疗慢性抑郁症,而大脑深处的其他区域用于治疗偏头痛和强迫症。

这些设备越来越依赖于使用陶瓷的组件,包括允许电流进出植入设备的馈通,以感知身体发生了什么,并/或在需要时管理电荷。馈通也可用于给病人用药。馈通的陶瓷衬底起到绝缘体的作用,在电子上将引脚彼此隔离。

植入设备的供给必须是密封的,每个针脚周围都要密封。一种钎焊材料,通常是99.99%的金,用于将每个金属针连接到陶瓷绝缘体上。为了确保钎焊材料牢固附着,摩根先进材料公司采用了一种称为“溅射”的工艺,在陶瓷表面通过物理气相沉积(PVD)应用生物相容的金属亚博网站下载薄膜来准备钎焊。

新的和改进的植入式医疗设备开发商不断要求更小,更复杂的部件。例如,Alberox产品创造一英寸直径的陶瓷馈通用于药物递送应用程序,房屋104个分离引脚。电压穿过每个销激活开关的不同组合,并且作为结果,药物更多数量的或更复杂的组合可以在任何给定时间进行给药。

航空航天应用

陶瓷-金属组件也非常适合航空航天应用,因为它们能够承受高温、振动和机械冲击,通常在飞机引擎和其他高应力位置发现。陶瓷通常用于燃气涡轮发动机热电偶、燃油管线组件和火灾探测系统终端的密封。

钎焊用陶瓷表面的制备

为了制备陶瓷钎焊,表面必须被金属化。Alberox产品主要采用了两种不同的金属化技术。的耐火金属化技术应用于专门配制的,专有的钼 - 锰基于创建能够被镀镍的金属涂层油墨。

另一种方法是用上面描述的溅射技术制造薄膜。该方法主要用于金和其他生物相容性金属。

保证了产品的一致性

陶瓷-金属组件的所有组件必须仔细匹配和良好集成。像摩根先进材料这样多元化的公司,可以通过内部采购陶瓷、合金和钎焊材料来确保质量和一致性,亚博网站下载并利用这种多样化的专业知识提供集成的、完整的组件,经过全面测试,并具有全面的材料可追溯性。

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引用

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  • 美国心理学协会

    摩根先进材料-密封件和轴承。亚博网站下载(2019年,11月28日)。优点,益处和陶瓷 - 金属密封件的应用。AZoM。从//www.washintong.com/article.aspx?ArticleID=4263检索2021 10月04日。

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    摩根先进材料-密封件和轴承。亚博网站下载陶瓷-金属密封的优点、优点和应用。氮杂.2021年10月04。< //www.washintong.com/article.aspx?ArticleID=4263 >。

  • 芝加哥

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  • 哈佛大学

    摩根先进材料-密封件和轴承。亚博网站下载2019年。优点,益处和应用陶瓷 - 金属密封件.AZoM,观看2021年10月4日,//www.washintong.com/article.aspx?ArticleID=4263。

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