Explicación detallada del conocimiento profesional en la industria de materiales aislantes cerámicos.

Según la norma nacional GB/T 8411.1-2008, el material aislante cerámico se define como un material inorgánico formado antes de la sinterización. Su composición principal suele contener silicato policristalino, aluminosilicato y óxidos simples o complejos (como la ferrita). Esta definición también incluye ciertos materiales sin óxido, como el nitruro de aluminio. Los materiales aislantes cerámicos se dividen en nueve grupos (indicados por el carácter "C" como cabeza) según su composición y prestaciones. Las cerámicas de alúmina son el tipo más utilizado. Están hechos de alúmina de alta-pureza (Al₂O₃) como componente principal. Tienen una resistividad de volumen extremadamente alta (hasta 4,5×10¹⁵Ω·m a temperatura ambiente y baja intensidad de campo) y una excelente resistencia mecánica. Para Ceramic Body for Siemens, el cuerpo cerámico utilizado en los sistemas eléctricos de Siemens generalmente está hecho de 95% o 99% de cerámica de alúmina para garantizar confiabilidad a largo plazo en entornos industriales hostiles. Las cerámicas de nitruro (como el nitruro de aluminio y el nitruro de boro hexagonal) tienen un alto aislamiento y una alta conductividad térmica y son adecuadas para sustratos de disipación de calor de componentes electrónicos. Las cerámicas compuestas obtienen propiedades integrales optimizadas mediante modificación dopaje, que puede mejorar la resistencia al choque térmico manteniendo un alto aislamiento. En el campo de los fusibles, el cuerpo cerámico para Mersen, que se utiliza en los fusibles Mersen, suele estar hecho de cerámica de esteatita o alúmina. Los requisitos específicos dependen del nivel de voltaje, el poder de corte y el entorno de instalación del fusible.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Las características de rendimiento de los materiales aislantes cerámicos suelen evaluarse de forma integral a través de tres dimensiones: eléctrica, mecánica y térmica. En términos de rendimiento eléctrico, la resistividad del volumen es el indicador principal. La resistividad volumétrica de los materiales aislantes cerámicos de alta-calidad a temperatura ambiente puede alcanzar de 10¹⁴ a 10¹⁵Ω·cm y permanece estable en todo el rango de temperatura de funcionamiento. Los estudios han demostrado que en el rango de temperatura de -50 grados a 150 grados, la amplitud de fluctuación de la resistividad del volumen de los materiales aislantes cerámicos es mucho menor que la de los materiales aislantes orgánicos, lo que se atribuye a la estabilidad de sus rutas de migración de portadores de límites de grano. La capacidad de resistir la acumulación de carga es un rendimiento clave en aplicaciones de CC de alto voltaje. La densidad de carga en la superficie de los materiales cerámicos se puede reducir en más del 50% en comparación con los materiales epoxi tradicionales. Esta característica es particularmente importante para el cuerpo cerámico de los fusibles de CC, porque la acumulación de carga superficial puede causar distorsión del campo eléctrico y provocar descargas eléctricas en la superficie. En términos de propiedades mecánicas, los materiales aislantes cerámicos tienen una resistencia a la compresión extremadamente alta.

 

Algunas cerámicas avanzadas pueden alcanzar los 1400 MPa, que es varias veces o incluso decenas de veces mayor que la de los materiales epoxi convencionales. Además de las propiedades de aislamiento eléctrico, el cuerpo cerámico para fusibles para automóviles también debe resistir vibraciones, ciclos de temperatura y posible corrosión por niebla salina en el compartimiento del motor. Los materiales cerámicos funcionan significativamente mejor que los materiales aislantes a base de plástico-en estos entornos hostiles. En términos de resistencia a la corrosión, las cerámicas tienen una excelente resistencia a la mayoría de los ácidos, álcalis y soluciones salinas, y la velocidad de corrosión en ambientes de ácido fluorhídrico es mucho menor que la de los materiales epoxi. Con respecto al cuerpo cerámico para fusibles rápidos, dado que los fusibles rápidos generalmente se usan para proteger equipos electrónicos sensibles, el cuerpo cerámico también debe tener una buena estabilidad dimensional y un coeficiente de expansión térmica bajo para garantizar que el tamaño de instalación del fusible no se desvíe después de múltiples ciclos de encendido-.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

El proceso de fabricación de aisladores cerámicos (incluido el cuerpo cerámico del fusible) es un proceso de precisión de varios-pasos. Paso 1: Preparación del polvo - Pesar alúmina, talco, arcilla y otras materias primas de alta-pureza según la fórmula, agregar auxiliares de molienda y dispersantes y realizar la molienda húmeda mediante un molino de bolas o un molino agitador para obtener una suspensión con una distribución uniforme del tamaño de las partículas. Para el cuerpo fusible de cerámica de esteatita HRC, que es un cuerpo cerámico fusible de alta-capacidad de ruptura hecho de porcelana de talco, la proporción de talco (el componente principal es silicato de magnesio hidratado) en la materia prima es relativamente alta, lo que hace que la porcelana de talco tenga una buena procesabilidad y una constante dieléctrica moderada. La lechada molida debe someterse a un tratamiento de eliminación de hierro para eliminar las impurezas magnéticas que pueden reducir el rendimiento del aislamiento y luego pasar a través de una torre de secado por aspersión para producir un polvo granulado con buena fluidez. Paso 2: Formación - Llenar el polvo granulado en el molde y obtener el cuerpo verde mediante prensado en seco, prensado isostático o moldeo deslizante. Para el cuerpo fusible HRC de cerámica de esteatita tipo Din, es decir, el cuerpo cerámico fusible de alta rotura de porcelana de talco estándar DIN, debido a que debe cumplir con las dimensiones de instalación y los requisitos de intercambiabilidad de los estándares internacionales, la precisión del molde de moldeo debe controlarse a un alto nivel para garantizar que la tolerancia dimensional después de la sinterización cumpla con los requisitos de los estándares IEC o DIN. Paso 3: Sinterización - el cuerpo verde pasa por tres etapas de pre-sinterización, sinterización a alta-temperatura y enfriamiento en un horno de alta-temperatura.

 

La temperatura de sinterización varía según el material: las cerámicas de alúmina generalmente deben sinterizarse a más de 1600 grados, mientras que la porcelana de talco tiene una temperatura de sinterización más baja, alrededor de 1300 grados. Durante el proceso de sinterización se produce difusión y reordenamiento entre las partículas cerámicas, la porosidad se reduce significativamente, el material alcanza la densificación y al mismo tiempo se obtienen la resistencia mecánica final y las propiedades eléctricas. Paso 4: Procesamiento de precisión - Para aisladores cerámicos que requieren tolerancias dimensionales estrictas o formas complejas, se requiere procesamiento mecánico como esmerilado, taladrado o corte después de la sinterización. La precisión dimensional de ±0,01 mm se puede lograr utilizando máquinas herramienta CNC, lo cual es particularmente importante para el cuerpo cerámico del microfusible. Para el aislador cerámico de alúmina para fusibles tipo cuchilla NH, es decir, el aislador cerámico de alúmina para fusibles tipo cuchilla NH, la ranura de montaje y la superficie de contacto del contacto de la cuchilla deben estar rectificadas con precisión para garantizar un contacto confiable con los contactos metálicos. Paso 5: Inspección y embalaje - Realice una inspección de apariencia, medición dimensional, prueba de voltaje de ruptura e inspección de muestreo de resistividad de volumen en el producto terminado. Los productos calificados se entregan en envases-a prueba de golpes.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

La calidad del cuerpo cerámico del fusible a menudo se refleja en los detalles microscópicos que son visibles o perceptibles a simple vista. La primera es la condición de la superficie y los bordes de la cavidad interior - la cavidad interior de un cuerpo cerámico de alta-calidad debe tener un brillo de sinterización uniforme, sin arena y sin poros expuestos, porque cualquier defecto superficial en la cavidad interior puede convertirse en puntos de anclaje para el estancamiento del arco, afectando directamente el rendimiento de rotura. Para el cuerpo cerámico para enlace fusible de CC, el tiempo de combustión del arco de CC es más prolongado y los requisitos de calidad de la superficie de la cavidad interna son más estrictos. En el borde, es necesario observar si la línea de la cresta es continua y recta y si hay una astilla irregular. Incluso un pequeño fragmento de borde puede expandirse gradualmente y causar fallas estructurales en un ambiente de vibración. El segundo es la consistencia dimensional y la uniformidad del espesor de la pared - la estabilidad dimensional del lote de cuerpo cerámico para fusibles automáticos determina directamente la consistencia de la posición de carga de la masa fundida, lo que a su vez afecta la repetibilidad de las características de fusión. Coloque el cuerpo cerámico bajo una luz intensa para observar la transmisión. Los productos con espesor de pared uniforme deben tener el mismo grado de transmisión de luz; La transmisión de luz excesiva local a menudo significa que el espesor de la pared es delgado o la densidad es insuficiente, lo que puede convertirse en un área de tensión térmica concentrada al romper grandes corrientes. Para aplicaciones de alta-rotura, como el cuerpo de fusible HRC cerámico de esteatita, la uniformidad del espesor de la pared es el requisito previo básico para garantizar que la carcasa no explote.

 

Además, para productos como el cuerpo de fusible HRC cerámico de esteatita tipo Din y el aislador cerámico de alúmina para fusibles tipo NH/hoja que deben acoplarse con contactos o bases metálicas, la precisión de coincidencia de las ranuras de montaje y las características de posicionamiento también es digna de atención. Utilice calibres estándar o piezas coincidentes reales para el montaje de prueba. Los productos calificados deben insertarse suavemente sin sacudidas evidentes. Otro detalle que se pasa fácilmente por alto es la cantidad de deformación después de la sinterización. - coloque el cuerpo cerámico plano sobre una superficie de referencia y observe si hay deformación o distorsión. Incluso una ligera flexión puede hacer que la masa fundida se desvíe de la posición central después del ensamblaje o causar espacios desiguales en el relleno de arena -para apagar el arco.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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