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高温镁稳定氧化锆

INNOVACERA 推出了新型材料高温氧化镁锆,也称为镁稳定氧化锆陶瓷。由于氧离子电导率高、强度高、韧性好、抗热震性好,是一种很好的耐火绝缘材料。它在 1900’C 以上的温度下熔化干净,专门用于熔化高温合金和贵金属。其优异的抗热震性可达到 2200℃。

 

氧化镁稳定氧化锆的孔隙率为 1-18%,因此与普通的 MgO-ZrO2 不同。这种材料通常用作连铸中的定径喷嘴、钢包滑板、金属粉末工业中的定径板、气体雾化喷嘴。

 

钢水定径喷嘴
由镁锆合金制成的定径喷嘴具有非常高的性能,包括高机械强度、非常好的抗热震性、良好的耐腐蚀性、耐侵蚀性和低热膨胀性。

 

定径喷嘴安装在连铸中间包的底部。钢水将通过定径喷嘴流入模具。喷嘴的直径可以根据客户的要求改变。

 

Sizing Nozzle

 

钢包滑板用MSZ板
镁锆板常用于镶嵌在钢包滑板上,也用于高氧钢、高钙钢、高锰钢等钢种的连铸。锆(ZrO2)板具有高耐腐蚀性和低膨胀性。这样可以增加滑板的使用寿命,降低成本。尺寸也可以定制。

 

钢包滑板

 

镁稳定氧化锆承烧板
由于MSZ具有良好的耐化学性,耐高温性并且不与烧成的陶瓷部件发生化学反应,因此被广泛用作承烧板陶瓷电容器,敏感部件,磁性材料和其他电子元件。
最高工作温度:2600℃
工作环境:大气环境,真空,大气还原

 

承烧板

 

金属粉末行业气体雾化喷嘴
MSZ喷嘴是几乎所有常见金属和合金粉末的理想选择。在空气、真空或气体保护环境中,工作温度最高为2200℃。

 

Gas Atomizing Nozzle


热压氮化铝加热器盖简介

热压氮化铝陶瓷采用真空热压烧结,工艺难度比常压烧结大。氮化铝纯度可达98.5%(无烧结助剂),热压后密度可达3.3 g/cm3,热导率高,电绝缘性好,导热系数在90 W/(m·K)~210 W/(m·K)之间。

 

材料硬而脆,加工难度大,搬运或加工过程中易产生划痕,报废率高。

 

氮化铝加热器盖

 

最薄厚度仅为0.75mm,加工难度也比较高。

 

热压氮化铝加热器盖的应用:

– 半导体加热器盖

– 盖板及MRI设备(磁共振成像)

– 高功率探测器 – 等离子发生器 – 军用无线电

– 半导体及集成电路用静电吸盘及加热板。

– 红外和微波窗口材料

 

氮化铝加热器盖

 

材料特性

1. 均匀的微观结构

2. 高热导率(70-180 W/(m·K)),可通过加工条件和添加剂定制

3. 高电阻率

4. 热膨胀系数接近硅

5. 耐腐蚀和侵蚀

6. 优异的抗热震性

7. 该材料在 H2 和 CO2 气氛中高达 980°C 时表现出化学稳定性,在空气中高达 1380°C(表面氧化发生在 780°C 左右;表面层保护块体材料直至 1380°C)。

 

典型规格:

纯度: >98.5%
密度: >3.3 g/cm3
抗压强度: >3,350MPa
抗弯强度: 380MPa
M灰色和灰黑色:
热膨胀系数: 5.0 x 10-6/K
最大温度:: 1,800°C
体积电阻率: 7×1012Ω·一种铜氧共晶形式,可与用作基材的铜和氧化物成功结合
介电强度: 15 kV/mm

 

当需要高导热性和电绝缘性能时,氮化铝 (AlN) 是一种出色的材料,使其成为热管理和电气应用的理想选择。此外,AlN 是半导体行业中氧化铍 (Be) 的常见替代品,因为它在加工时不会对健康造成危害。 AlN 的热膨胀系数和电绝缘性能与硅晶片材料非常接近,使其成为电子应用中的有用材料,因为高温和散热通常是个问题。

 

氮化铝加热器盖

 

AlN 是少数同时提供电绝缘和高导热性的材料之一。这使得 AlN 在高功率电子应用中作为散热器和散热器非常有用。


陶瓷真空钎焊:释放陶瓷与金属结合在高科技应用中的潜力

陶瓷材料具有高熔点和优异的绝缘性能,在与金属连接时面临巨大挑战。传统的焊接方法往往难以形成牢固可靠的连接。然而,连接技术的进步引入了真空钎焊作为一种高效的解决方案。该工艺不仅克服了陶瓷的局限性,还利用了两种材料的优点来制造复合部件。

 

Ceramic and Metal Vacuum Brazed Assemblies

 

真空钎焊特别有利,因为它能够在真空环境中高温连接陶瓷和金属,从而最大限度地减少氧化和其他不必要的反应。 陶瓷-金属密封工艺通常涉及使用钎焊填充金属,该填充金属可以根据要连接的特定材料进行定制。其中一种技术是活性金属钎焊,其中填充金属中的活性元素(例如 Ag-Cu-Ti 中的钛)可激活陶瓷表面,从而促进牢固的粘合。

 

在考虑将陶瓷与金属连接时,陶瓷的高熔点和较差的热稳定性带来了巨大的挑战。传统的焊接方法通常不够,但真空钎焊已成为一种更好的替代方案。该工艺利用两种材料的独特性能,形成牢固可靠的陶瓷-金属粘合。

 

金属和陶瓷的真空钎焊

 

虽然连接陶瓷和金属的方法有很多种,包括机械连接和固态扩散连接,但真空钎焊结合了无与伦比的性能、成本效益和易实施性。

 

真空钎焊工艺涉及使用熔点低于被连接材料的钎焊填充金属。在陶瓷与金属连接的情况下,以 Ag-Cu-Ti 粉末作为填充金属的活性金属钎焊特别有效。活性元素钛与陶瓷表面发生反应,清洁并激活陶瓷表面,从而形成更牢固的结合。

 

例如,在将 Al2O3 陶瓷与 304 不锈钢钎焊时,需要准备金属化陶瓷表面,并使用 AgCu 作为钎焊填充金属。真空钎焊工艺可确保最终的接头能够经受高温测试,并具有出色的密封性和可靠性。

 

Ceramic 活化界面

 

在真空钎焊中使用活性金属钎焊可使钎焊接头的剪切强度达到 130 MPa。这凸显了真空钎焊在创建适用于广泛应用的耐用陶瓷-金属连接方面的巨大潜力。

 

随着该领域研究的进展,真空钎焊不断发展,提供不断提高的接头强度和多功能性。它是材料连接中的一项关键技术,突破了陶瓷-金属复合部件制造的极限。


陶瓷和金属医用 X 射线管:分析仪器组件的未来

Innovacera Advanced Materials 是领先的医疗 X 射线组件制造商,专门生产将金属的精密度与陶瓷的卓越性能相结合的全系列产品。我们在分析仪器组件方面的专业知识体现在我们生产的高品质阳极、阴极、X 射线管和吸气剂组件上。我们利用先进的陶瓷-金属密封技术来提供坚固可靠的组件,这些组件经过量身定制,可满足 X 射线市场的独特挑战。

 

我们的医疗 X 射线产品旨在将各种金属组件与高纯度氧化铝 (Al₂O₃) 陶瓷无缝集成,这些陶瓷以其密封性能而闻名。我们的产品中使用氧化铝 X 射线功率管可确保提高焦点定位的重复性、延长管寿命和无与伦比的光谱纯度。我们设计的灵活性允许定制以满足特定客户的需求,而我们一致且可重复的制造工艺可确保具有成本竞争力的生产。

 

金属化陶瓷缸

 

我们组件中使用的密封陶瓷是其可靠性的关键因素。它降低了密封泄漏的风险,具有抗热冲击性,并且不受尺寸限制。我们的组件具有卓越的电气性能,包括使用陶瓷-金属密封,可实现更高的功率和安全裕度设计。我们的创新技术延长了 X 射线管的使用寿命,并凸显了在我们的组件中结合陶瓷和金属的许多特定应用优势。

 

我们还为其他陶瓷-金属组件提供定制解决方案,例如馈通和多针头,这些对于需要精度和可靠性的分析仪器组件至关重要。

 

如需了解有关我们的医用 X 射线管的更多信息以及我们的先进技术如何使您的应用受益,请立即联系我们。


如何保护质谱灯丝组件?

质谱仪灯丝是分析仪器的关键部件,在高真空环境中产生离子源方面起着关键作用。这种灯丝通常由LaB6 陶瓷制成,其性能直接影响质谱仪的灵敏度、分辨率和稳定性。 LaB6 灯丝组件是一种专为长寿命和高性能而设计的灯丝组件,对于质谱系统的可靠运行至关重要。

 

质谱灯丝组件

 

LaB6 灯丝组件的两端都连接到高压电源,从而产生有利于真空电离的电场。在这种环境下,LaB6 灯丝内的金属原子被电离,产生正离子和电子。这些离子在电场的加速下与灯丝表面相互作用,通过与表面原子的碰撞进一步电离。该过程产生连续的离子供应,形成离子云,当受到磁场的影响时,离子云会分离不同质量的离子,从而实现质谱分析。

 

鉴于灯丝是一种消耗品,它可能会随着时间的推移而退化,需要更换。为了保护 LaB6 灯丝组件并延长其使用寿命,必须考虑可能加速灯丝损坏的几个因素。

 

氧气的影响
质谱仪的泄漏会将氧气引入真空室,当与灯丝的运行相结合时,会显著加速退化过程。氧气不仅会影响灯丝,还会使电子倍增器过早老化。为防止这种情况,建议在取样前使用空气/水调谐器检查是否有空气泄漏。常见的泄漏点包括传输线螺母或排气阀。将丙酮涂抹在可疑泄漏点上,可以通过观察 m/z=58 离子丰度的增加来帮助识别泄漏。

 

质谱灯丝组件 (2)

 

溶剂的影响

溶剂对灯丝寿命构成另一个重大威胁。特别是在液体注入期间,大量溶剂会进入质谱仪,可能会在正常运行中烧坏灯丝。为了缓解这种情况,设置溶剂延迟时间可以成为保护灯丝组件的有效策略。

 

除了这些保护措施外,灯丝组件材料的选择也至关重要。例如,钨 (W) 灯丝组件在某些应用中以其坚固性和耐磨性而闻名。然而,对于需要高分析性能和长寿命的应用,LaB6 灯丝组件仍然是上佳选择。

 

INNOVACERA 在灯丝组件(包括 LaB6 陶瓷灯丝组件)的生产和制造方面拥有丰富的专业知识,随时准备满足您的分析仪器组件需求。如果您需要高质量的 LaB6 灯丝组件或对质谱灯丝组件的保护和维护有任何疑问,请随时与我们联系。


碳化硅陶瓷的性能及应用

碳化硅陶瓷是一种以碳化硅(SiC)为主要成分的陶瓷材料,具有优异的室温力学性能和高温力学性能,包括高弯曲强度、优异的抗氧化性能、良好的耐腐蚀性能、高耐磨性和低摩擦系数。该材料的高温强度可维持到1600℃,是已知陶瓷材料中高温强度最好的。

 

silicon carbide ceramic parts

 

下面简单介绍一下碳化硅陶瓷的性能及应用

 

(1)性能

 

碳化硅陶瓷是碳化物中抗氧化性能最好的,但在1000~1140℃之间,SiC在空气中的氧化速度较大,可被熔融的碱金属分解。

 

碳化硅陶瓷化学稳定性好,机械强度高,抗热震性好。

 

 

碳化硅的体积电阻率在1000~1500℃范围内变化不大,这一特性可作为电阻加热元件材料。碳化硅加热电阻本身也可以称为热敏电阻或半导体电阻,不同种类的碳化硅热敏电阻的电阻率随温度的变化而变化。

 

(2)应用

 

碳化硅陶瓷广泛应用于各个工业领域,其用途如下:

 

工业 工作环境 应用 主要优势
石油工业 高温、高液压、研磨 喷嘴、轴承、密封件、阀门

 

耐磨
化学工业 强酸、强碱 密封件、轴承、泵部件、热换热器

 

耐磨、耐腐蚀、气密性
高温氧化 气化管道、热电偶套管 耐高温腐蚀
汽车和飞机 发动机燃烧 燃烧器部件、涡轮增压器转子 低摩擦、高强度、低惯性载荷
汽车和飞机发动机 发动机油 阀门系列元件 低摩擦、耐磨
机械、采矿 研磨 硼砂喷嘴、内衬、泵部件 耐磨
造纸行业 纸浆、废液 密封件、壳体、轴承、成型板 耐磨、耐腐蚀、低摩擦
热处理冶炼钢 高温气体 热电偶套管、辐射管、热交换器、燃烧元件 耐磨、耐腐蚀、气密性

 

 

custom SIC ceramic components

 

Innovacera多年来专注于为客户提供陶瓷材料解决方案。包括但不限于碳化硅陶瓷零件定制,如您有任何需求,请随时与我们联系。


AMB基板技术介绍

AMB(活性金属钎焊)是在DBC技术基础上发展起来的一种陶瓷与金属的封接方法。

 

与传统的DBC基板相比,采用AMB工艺制备的陶瓷基板不仅具有更高的热导率、更好的铜层结合力,还具有热阻更低、可靠性高等优点。另外,由于其加工过程可在一次加热中完成,操作简便、时间周期短、封接性能好、陶瓷的应用范围广,因此该工艺在国内外发展迅速,已成为电子设备中常用的方法。

AMB Substrate

AMB工艺说明

AMB是在钎料中添加活性元素,通过化学反应在陶瓷表面形成反应层,提高钎料在陶瓷表面的润湿性,使陶瓷与金属直接钎焊封接。

通常活性元素含量在2%~8%之间,活性较好。活性元素含量过高,钎料脆性增加,从而降低封接面强度。活性元素含量过低,钎料对陶瓷的润湿性下降,封接难以完成。

 

AMB的三种陶瓷材料

AMB工艺生产的陶瓷内衬主要应用于功率半导体模块,作为硅基、碳化物基功率芯片的基板。目前成熟的AMB陶瓷基板主要有:氧化铝、氮化铝、氮化硅基板。

 

目前Al2O3覆铜陶瓷基板主要应用于LED等小功率散热器件,AlN、Si3N4覆铜陶瓷基板主要应用于高铁、风力发电等大功率IGBT模块。

Active Metal Brazing Substrate

1. Al2O3陶瓷基板

Al2O3陶瓷应用广泛,成本最低,是目前工艺最成熟,性价比最高的AMB陶瓷基板,具有强度高、硬度高、耐高温、耐腐蚀、耐磨、绝缘性能好等优良特性。

 

但由于氧化铝陶瓷导热系数低,散热能力有限,AMB氧化铝基板多用于功率密度较低,对可靠性要求不严格的领域。

 

2. AlN陶瓷基板

AlN陶瓷具有热导率高(理论热导率319W/(m·K))、介电常数低、热膨胀系数与单晶硅相匹配、电绝缘性能好等特点,比传统的Al2O3、BeO基板材料具有更优异的性能,是微电子行业电路基板封装的理想材料。

 

目前,采用AMB工艺的氮化铝陶瓷基板(AMB-AlN)主要应用于高铁、高压变流器、直流输电等高压大电流功率半导体。但由于其机械强度相对较低,AMB-AlN覆铜基板的高低温循环冲击寿命有限,限制了其应用范围。

 

3. Si3N4陶瓷基板

AMB-SiN陶瓷基板具有热导率高(>90W/(m·K))、铜层厚(可达800μm)、热容量大、传热性能好等特点,尤其当较厚的铜层焊接在较薄的AMB-SiN陶瓷上时,具有较高的载流能力和较好的传热性能。

 

此外,AMB-SiN陶瓷基板的热膨胀系数(2.4ppm/K)与SiC芯片(4ppm/K)接近,热匹配性好,适合裸片的可靠封装。

 

目前,AMB-SiN陶瓷基板是新能源汽车、光伏逆变器、风力发电机组、高压直流输电设备等要求高可靠性、高散热、低局部放电的应用场景的首选基板材料。

 

据统计,600V以上功率半导体使用的陶瓷基板主要有DBC和AMB工艺,其中AMB氮化硅基板主要用于电动汽车(EV)和混合动力汽车(HV)功率半导体,AMB氮化铝基板主要用于高铁、高压变流器、直流输电等高压大电流功率半导体。

 

结论
AMB陶瓷基板市场需求增加,其中电动汽车快速增长、SiC加速装机、新能源汽车快速增长是主要驱动因素。

 

如果您对AMB基板有任何疑问,欢迎联系我们sales@innovacera.com。


用于石油和天然气作业的氮化硅和氧化锆

近年来,石油和天然气供应商面临着越来越多的挑战,对耐用可靠材料的选择永无止境。这些行业的客户正在寻找更耐用、更可靠的材料来替代传统材料。

 

Innovacera 提供一系列氮化硅和氧化锆材料,这些材料具有出色的耐腐蚀、耐磨和耐热特性,使其能够在最恶劣的环境中生存,展示出它们能够承受勘探、钻井、生产和精炼过程中遇到的最恶劣条件的能力。

Si3N4 氮化硅陶瓷管环套棒片

我们的氮化硅 (Si₃N₄) 特性:
·出色的断裂韧性
·极高的抗热震性
·低热膨胀系数
·极高的硬度和耐磨性
·在酸性和碱性环境中具有出色的耐腐蚀性
·在高达 1300˚C 的室温和高温下具有高强度

 

我们的氧化锆具有以下特点:
·出色的抗气蚀性能
·耐腐蚀和耐磨性
·高机械强度和断裂韧性
·对绝大多数试剂和磨料浆具有化学耐磨性

 

石油和天然气作业中的应用:
1.用于热交换器和热管理
在热交换器中,氮化硅和氧化锆管提供了一种可靠的方法,可在耐腐蚀和耐高温的同时保持高效的传热。它们的热稳定性可确​​保热交换过程的一致性能。

Zirconia Tube

2.作为钻井工具的衬管
氮化硅和氧化锆管在钻井工具中作为衬管发挥着至关重要的作用。这些管能够承受钻井作业过程中的磨蚀条件和化学暴露,有助于提高钻井设备的耐用性和使用寿命。

 

3.作为传感器和探头的保护套
氮化硅和氧化锆管可作为各种石油和天然气应用中的传感器和探头的保护套。保护敏感设备免受恶劣条件的影响,从而实现准确的数据收集和测量。


镁稳定氧化锆气体雾化喷嘴

MgO部分稳定氧化锆(Mg-PSZ)陶瓷是一种具有高性能应用的先进陶瓷材料。它是一种由二氧化锆和部分稳定氧化镁组成的复合材料。这里的MgO有助于提高韧性和机械性能,比纯氧化锆更高,例如更高的断裂韧性、强度和抗热震性。

 

氧化镁稳定氧化锆(MSZ)是一种很好的耐火和绝缘材料,因为它具有高氧离子传导性、高强度和韧性以及良好的抗热震性。它在1900°C及以上的温度下熔化干净,专门用于熔化超级合金和贵金属。其优异的抗热震性可达到2200°C。

 

镁稳定氧化锆气体雾化喷嘴

 

气体雾化是生产细金属粉末的关键技术,可以精确控制颗粒大小和成分。在此过程中,熔融金属被高速气流雾化成小液滴。通常,喷嘴由碳化钨或氧化锆陶瓷等材料制成。然而,镁稳定氧化锆气体雾化喷嘴的出现为该领域带来了范式转变。

 

镁稳定氧化锆气体雾化喷嘴已成为一种变革性技术,彻底改变了金属粉末生产并塑造了各个行业的格局。

 

镁稳定氧化锆

 

优势
1.增强的热稳定性:具有高抗热冲击性,使喷嘴能够承受雾化过程中遇到的极端温度,从而可以延长使用寿命和可靠性。

 

2.耐腐蚀性能提高:氧化锆固有的耐腐蚀性能通过镁稳定化得到进一步增强,使喷嘴具有高耐磨性和耐腐蚀性。

 

3.精确雾化:镁稳定氧化锆独特的表面特性有利于均匀的气流和高效的雾化,从而生产出质量和一致性优异的金属粉末。

 

4.降低维护成本:镁稳定氧化锆喷嘴的高强度特性减少了维护和更换的频率,因此对于工业应用而言可以节省成本。

 

气体雾化喷嘴

 

镁稳定氧化锆气体雾化喷嘴具有抗热震性好、耐磨、耐腐蚀、高温下耐金属腐蚀、不润湿性好、强度高、使用寿命长等优点,可根据客户的使用环境设计稳定剂和颗粒组合,广泛应用于各行各业:

 

1.冶金:镁稳定氧化锆喷嘴用于冶金行业,如钢的连铸,可承受高温和恶劣条件。

 

2.热喷涂:在热喷涂工艺中,镁稳定氧化锆陶瓷喷嘴用于将涂层喷涂到表面,以防止腐蚀、磨损和高温。

 

3.半导体行业:它们用于半导体行业,例如化学气相沉积 (CVD) 和物理气相沉积 (PVD),这些行业需要精确控制材料沉积。

 

4.特种玻璃制造:制造商可以使用镁稳定氧化锆喷嘴的直径、喷雾模式和流量来优化各种特种玻璃制造工艺的性能。

 

Zirconia-Nozzles

 

除了上述示例列表外,Mg-PSZ 还可用于其他领域,如人工/激光晶体陶瓷温度场和高温熔体流动控制。凭借其高抗热震性、高耐湿性和耐腐蚀性以及精确的雾化能力,它可以改变许多行业的生产状况。


真空镀铝复合导电陶瓷蒸发舟

1.氮化硼蒸发舟应用领域:

-应用领域:

-包装薄膜镀铝,

-电容器金属化薄膜镀铝,纸张、纺织品金属化涂层。

-烫印材料金属化。

-防伪标识金属化

-显示器金属化

-太阳能真空镀铝

-半导体气相沉积、锗、镍、钛、电子束溅射等领域。

 

2. 蒸发舟特点:

抗粘连性:具有良好的抗粘连性,可减少材料残留和污染。

导电性:通常具有较低的导电性,这对于某些需要控制电子传导的工艺有帮助。

化学惰性:在很多化学环境中相对惰性,不易腐蚀

 

3.镀铝用蒸发舟:

-预热时间更短

-铝铺展能力更好

-溅射和舟弯曲问题更少

-使用寿命更长

-更经济的选择

 

4. Innovacra的产品特点和优势:

采用高纯度、高品质的原材料,确保材料具有良好的化学性能。

我们采用国际先进的真空热压烧结方法,确保产品的优异物理性能。

烧结过程采用双向加压,确保产品体积密度的一致性。

生产设备数字化控制,保证产品质量稳定一致。

独特的工艺配方,优化的成分结构,增强了蒸发舟的抗热震性和抗弯强度,提高了铝液的铺展能力和蒸发效率,增强了铝液的耐腐蚀性,延长了使用寿命。

 

5. Innovacera的复合陶瓷蒸发舟分类:

  1. 双组分:BN+TiB2
  2. 三组分:TiB2+ BN+ ALN

真空镀铝复合导电陶瓷蒸发舟

 

双组份:BN+TiB2
主成分:BN+TiB2

密度 3.0g/cm3

粘结成分:B2O3

颜色:灰色

常温电阻率:300-2000 Ω-cm

工作温度:1800℃以下

导热系数:>40W/mk

热膨胀系数:(4-6)x10-6 K

抗弯强度:>130Mpa

蒸发速率:0.35-0.5g/min-cm2

 

三组分:TiB2 + BN + ALN

性能参考:

电阻率(室温):300-2000μΩ-cm

蒸发速率(1450℃):0.4-0.5g/min-cm2

 

工作温度≤1850℃

热导率(室温/1450℃):>100/40W/mk

热膨胀系数(1450℃):(4-6)×10-6K

抗弯强度(室温):150mpa


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