Mga halimbawa ng paggamit ng mga ceramikong materyales sa industriya ng elektrikal at industriya ng kuryente

Keramika - halo-halong at espesyal na tratuhin ang makinis na lupa na mga organikong sangkap - ay malawakang ginagamit sa modernong electrical engineering. Ang pinakaunang mga materyales na seramik ay nakuha nang tumpak sa pamamagitan ng mga sintering na pulbos, dahil sa kung saan ang isang malakas, lumalaban sa init, inert sa karamihan ng media, pagkakaroon ng mababang pagkawala ng dielectric, lumalaban sa radiation, may kakayahang pangmatagalang trabaho sa ilalim ng mga kondisyon ng variable na kahalumigmigan, temperatura at presyon ng ceramic. At ito ay bahagi lamang ng mga kamangha-manghang katangian ng mga keramika.

Noong 50s, ang paggamit ng mga ferrite (kumplikadong mga oksido na batay sa iron oxide) ay nagsimulang lumago nang aktibo, pagkatapos ay sinubukan nilang gamitin ang mga espesyal na inihanda na mga keramika sa mga capacitor, resistors, mga elemento ng mataas na temperatura, para sa paggawa ng mga microcircuit substrates, at nagsisimula sa mga huling bahagi ng 80s, sa mga superconductors na may mataas na temperatura. . Nang maglaon, ang mga materyales na seramik na may kinakailangang mga katangian ay espesyal na binuo at nilikha - isang bagong pang-agham na direksyon sa mga materyales na agham ay binuo.

Ang three-phase istraktura ng keramika ay nabuo mula sa: mala-kristal, glassy at gas phases. Ang pangunahing yugto ay mala-kristal, ito ay mga solidong solusyon o mga kemikal na compound na tumutukoy sa mga pangunahing katangian ng nagresultang materyal.

Ang vitreous phase ay isang layer sa pagitan ng mga kristal o mga indibidwal na microparticle na nagsisilbing isang tagapagbalat. Ang gas phase ay nasa mga pores ng materyal. Ang pagkakaroon ng mga pores, sa mga kondisyon ng mataas na kahalumigmigan, ay nakakaapekto sa kalidad ng mga keramika.

1. Mga Thermistor

Ang halo-halong mga thermistor ng paglipat ng metal na paglipat ay tinatawag na thermistors. Dumating sila sa isang positibong koepisyent ng temperatura ng paglaban at isang negatibong koepisyent ng temperatura ng paglaban (PTC o NTC).

Sa gitna ng tulad ng isang detalye ay isang keramik na semiconductor na ginawa sa pamamagitan ng pagsasala sa hangin ng isang istraktura ng multiphase ng butil na nitrida at metal oxides.

Ang pagsasala ay isinasagawa sa temperatura na halos 1200 ° C. Sa kasong ito, ang mga metal na paglipat ay: nikel, magnesiyo, kobalt.

Ang tiyak na kondaktibiti ng isang thermistor ay nakasalalay lalo na sa antas ng oksihenasyon at sa kasalukuyang temperatura ng nagreresultang seramik, at isang karagdagang pagbabago sa kondaktibiti sa isang direksyon o iba pa ay nakamit sa pamamagitan ng pagpapakilala ng isang maliit na halaga ng mga additives sa anyo ng lithium o sodium.

Maliit ang mga thermistor, ginagawa ang mga ito sa anyo ng mga kuwintas, disk o cylinders na may diameter na 0.1 mm hanggang 4 cm, na may mga lead na wire. Ang isang bead ay nakakabit sa mga wire ng platinum, kung gayon ang bead ay natatakpan ng baso, na kung saan ay sintered sa 300 ° C, o ang bead ay tinatakan sa loob ng glass tube.

Sa kaso ng mga disc, ang isang metal coating ay inilalapat sa disc mula sa magkabilang panig, kung saan ang mga konklusyon ay ibinebenta. Ang mga ganitong mga bahagi ng ceramic ay madalas na matatagpuan sa nakalimbag na circuit board ng napakaraming mga de-koryenteng aparato, pati na rin sa mga thermal sensor.

Tingnan din sa aming website:

Paggamit ng mga thermistors sa sensor ng temperatura

Paano pumili ng tamang sensor ng temperatura

Ang aparato at prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga sensor ng kahalumigmigan ng thermistor

2. Mga elemento ng pag-init

Ang mga elemento ng pag-init ng seramik ay isang resistive (tungsten) wire na napapalibutan ng isang kaluban ng ceramic material. Sa partikular, ang mga pang-industriya na infrared heaters na lumalaban sa mga labis na temperatura at hindi gumagalaw sa mga agresibong kapaligiran na pang-agrikultura.

Dahil sa mga elementong ito ang pag-access ng oxygen sa spiral ay hindi kasama, ang metal ng spiral ay hindi nag-oxidize sa panahon ng operasyon.Ang ganitong mga heaters ay may kakayahang magtrabaho nang mga dekada, at ang spiral sa loob ay nananatiling buo.

Tingnan ang paksang ito:

Paano nakaayos ang mga modernong elemento ng pag-init?

Paghahambing ng mga elemento ng pag-init at mga pampainit ng ceramic

Ang isa pang halimbawa ng matagumpay na paggamit ng isang elemento ng pag-init ng seramik sa elektrikal na engineering ay isang paghihinang bakal. Dito, ang ceramic heater ay ginawa sa anyo ng isang roll, sa loob na kung saan pino ang nagkakalat na tungsten powder ay helically na inilalapat sa isang ceramic manipis na substrate, na pinagsama sa isang tubo sa paligid ng isang aluminyo na oxide rod at inihurnong sa isang hydrogen medium sa temperatura na mga 1500 ° C.

Ang elemento ay matibay, ang pagkakabukod nito ay may mataas na kalidad, at ang buhay ng serbisyo nito ay mahaba. Ang elemento ay may katangian na teknolohikal na uka.

Para sa karagdagang impormasyon tungkol sa mga ceramic bracket, tingnan dito - Mga disenyo ng mga modernong electric paghihinang

Ang rate ng pag-init ng bakal na seramik:

3. Mga Varistor

Ang varistor ay may isang nonlinear resistensya na nauugnay sa boltahe na inilalapat sa mga terminal nito, sa katangian na I-V ng varistor na ito ay medyo katulad ng isang aparato na semiconductor - isang bi-directional zener diode.

Ang ceramic crystalline semiconductor para sa isang varistor ay ginawa batay sa sink oksido na may pagdaragdag ng bismuth, magnesium, kobalt, atbp sa pamamagitan ng pagkakasala. Nagagawa nitong mawala ang maraming enerhiya sa sandaling maprotektahan ang circuit mula sa isang power surge, kahit na ang kidlat o isang matalas na hindi pagkakakonekta ng induktibong pag-load ay naging mapagkukunan ng pagkabigla.

Ang mga keramik na varistor ng iba't ibang mga hugis at sukat - nagsisilbi sa mga network ng AC at DC boltahe, sa mga supply ng kuryente ng mababang boltahe at sa iba pang mga inilapat na lugar ng electrical engineering. Kadalasan ang isang tao ay maaaring makahanap ng mga varistors sa nakalimbag na circuit board, kung saan ayon sa kaugalian na ipinakita sa anyo ng mga disk na may mga lead lead.

Mga halimbawa ng paggamit ng ceramic varistors sa teknolohiya:

Modular na pag-aresto sa pagsulong upang maprotektahan ang mga kable

Mag-surge ng mga tagapagtanggol para sa mga gamit sa bahay

Proteksyon ng surge para sa mga aparato ng semiconductor

4. Keramikong mga substrate para sa mga integrated circuit

Ang pag-insulto ng mga substrate na nagsasagawa ng init para sa mga transistor ay hindi lamang silicone, kundi pati na rin ang ceramic. Ang pinakatanyag ay ang mga ceramic na mga substrate na alumina; ang mga ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na lakas, mahusay na paglaban ng init, paglaban sa mekanikal na hadhad, at may maliit na pagkawala ng dielectric.

Ang mga substrate na substrate nitride ay 8 beses na mas mataas na thermal conductivity kaysa sa alumina. At ang zirconium oxide ay nailalarawan sa mas mataas na lakas ng makina.

5. Mga ceramic insulators

Ang mga ceramic insulators na gawa sa electrotechnical porselana ay tradisyonal na ginagamit sa elektrikal na engineering. Ang mga kagamitan na may mataas na boltahe ay hindi maiisip nang wala sila. Ang kakaiba ng ganitong uri ng karamik ay na ang mga teknolohikal na katangian nito ay nagbibigay-daan sa iyo upang lumikha ng mga produkto ng mga kumplikadong hugis at halos anumang laki. Kasabay nito, ang saklaw ng temperatura ng pagsukat ng porselana ay sapat na sapat upang makakuha ng sapat na mahusay na pagkakapareho sa proseso ng pagpapaputok ng insulator sa buong buong dami ng produkto.

Sa pagtaas ng mga stress, mayroong isang pangangailangan upang madagdagan ang laki ng mga insulators na gawa sa electrotechnical porselana, at ang lakas at paglaban sa pag-ulan ay ginagawang kinakailangan ng butil ng porselana para sa mataas na boltahe na de-koryenteng inhinyero. 50% - ang luad at mga kaolins, binibigyan nila ang pag-agas ng mga de-koryenteng porselana, pati na rin ang formability at lakas nito sa matigas na estado. Ang mga materyales na Feldspar na idinagdag sa halo - palawakin ang saklaw ng temperatura ng pagsasala.

Bagaman maraming mga modernong mga materyales na seramik ang lumampas sa electrotechnical porselana sa ilang mga aspeto, ang teknolohikal na porselana ay hindi nangangailangan ng mahal na hilaw na materyales, hindi na kailangan upang madagdagan ang temperatura ng pagpapaputok, at ang pag-agos nito ay mahusay sa una.

6. Mga Superconductors

Ang superconductivity phenomenon na ginamit upang lumikha ng pinakamalakas na mga magnetic field (sa partikular, ginagamit ito sa mga cyclotrons) ay natanto sa pamamagitan ng pagpasa ng kasalukuyang sa pamamagitan ng isang superconductor na walang pagkawala ng init. Upang makamit ang resulta na ito, ang mga uri ng superconductor II ay ginagamit, na kung saan ay nailalarawan sa pagkakasabay ng parehong superconductivity at magnetic field nang sabay-sabay.

Ang mga manipis na filament ng isang normal na metal ay tumagos sa sample, at ang bawat filament ay nagdadala ng isang magnetic flux quantum. Sa mababang temperatura, sa rehiyon ng kumukulong punto ng nitrogen (sa itaas ng −196 ° C), muli, ang mga keramika na may maayos na paghihiwalay na mga eroplano na tanso-oxygen (superconductors na batay sa cuprate) ay kailangang gamitin.

Ang record ng superconductivity ay kabilang sa ceramic compound na Hg - Ba - Ca - Cu - O (F), na natuklasan noong 2003, dahil sa isang presyon ng 400 kbar ito ay nagiging superconductor kahit sa temperatura hanggang sa −107 ° C. Ito ay isang napakataas na temperatura para sa superconductivity.

Makita pa sa paksang ito: Mataas na temperatura superconductivity at ang application nito