在高温、高电压、强腐蚀等极点工况下,传统在答应电压下不导电的资料(如有机聚合物、氧化铝陶瓷)常因热分化、导电性剧增或机械失效而难以满意需求。氮化硅陶瓷轴套凭仗其高温绝缘性、耐热性与机械强度的三重优势,正成为电力、冶金、半导体等范畴的核心部件。本文将从资料特性、工艺优化、使用场景及技能比照等维度,深度解析其高温绝缘功能的物理实质与工程价值。
氮化硅在熔融金属(如铝、铜)中表现出非潮湿性,标明发生的SiO₂钝化膜可阻挠离子浸透,防止高温电解导致的绝缘失效。
选用Y₂O₃-MgO烧结助剂体系,在1700℃、30 MPa压力下制备的氮化硅陶瓷,致密度>99%,晶界玻璃相含量<2%。该工艺使晶界电阻率进步至10¹⁴ Ω·cm,击穿场强达25 kV/mm(室温)。
CVD堆积氮化硼(BN)涂层:在轴套标明发生0.1~0.3 μm绝缘层,使耐电弧功能进步3倍,适用于10 kV以上高压环境。
激光微织构:经过飞秒激光加工外表微沟槽(宽度50 μm,深20 μm),可将沿面闪络电压进步40%,有用按捺高温爬电现象。
经过 气氛压力烧结(GPS) 削减孔隙率(<0.1%),并引进Al₂O₃-SiO₂晶界相,使资料在1000℃下的漏电流密度<10⁻⁹ A/cm²,满意半导体设备对绝缘可靠性的苛刻要求。
在特高压断路器触头体系中,氮化硅陶瓷轴套可代替环氧树脂绝缘件,耐受温度从150℃进步至800℃,寿数延伸10倍以上。其抗电蚀功能(质量损失率<0.01 mg/kA·s)明显优于氧化铝陶瓷的0.1 mg/kA·s。
作为晶圆传输机械臂的绝缘轴套,氮化硅资料在线℃)下无放气污染,一起坚持介电常数(ε=7.5)安稳,防止射频信号搅扰。
在铝液脱气转子轴中,氮化硅轴套的非潮湿特性可削减金属粘附,合作高导热率(90 W/m·K)完成快速散热,使设备接连运转周期从72小时延伸至200小时。