Wie hoch ist die elektrische Isolierleistung der maschinell bearbeitbaren Keramik von Macor bei hohen Temperaturen?

1、 Einführung in die maschinell bearbeitbare Keramik von Macor
Macor maschinell bearbeitbare Keramik ist ein hochleistungsfähiges mikrokristallines Glaskeramikmaterial, das von Corning Inc. hergestellt wird. Es vereint die beiden Eigenschaften von Glas und Keramik, wobei es die Vorteile traditioneller Keramik wie hohe Härte, hohe Verschleißfestigkeit und geringe Wasseraufnahme besitzt, aber auch eine glasähnliche Verarbeitbarkeit aufweist. Dieses Material kann mit gewöhnlichen Metallbearbeitungswerkzeugen zum Drehen, Fräsen, Bohren, Schleifen usw. bearbeitet werden, ohne dass eine spezielle Ausrüstung erforderlich ist. Die Bearbeitungsgenauigkeit kann ± 0,05 mm erreichen, und die Oberflächenglätte kann auf eine Glätte von 0,5 µ in poliert werden.

2、 Elektrische Isolierleistung bei hohen Temperaturen
（1） Hoher Durchgangswiderstand
Macor-Keramik hat einen extrem hohen spezifischen Durchgangswiderstand, der zwischen 10 ¹⁴ und 10 ¹⁵ Ohm - cm liegt. Diese Eigenschaft ermöglicht eine gute elektrische Isolierung auch bei hohen Temperaturen und in feuchten Umgebungen, wodurch Leckströme wirksam verhindert und ein stabiler Betrieb des Stromkreises gewährleistet wird. So können Macor-Keramiken beispielsweise Elektroden und dielektrische Träger von elektronischen Geräten zuverlässig isolieren und Kurzschlüsse oder Leistungseinbußen aufgrund der Leitfähigkeit des Materials vermeiden.
（2） Hohe Durchschlagsfestigkeit
Die Durchschlagfestigkeit von Macor-Keramik beträgt bis zu 40 kV/mm, wodurch hohe Spannungen effektiv isoliert und Kriechströme in Umgebungen mit hohen Temperaturen verhindert werden können. Diese Eigenschaft macht Macor-Keramik äußerst zuverlässig in Umgebungen, die eine hohe elektrische Isolierung erfordern, wie z. B. Isoliersubstrate für Leistungselektronikmodule und Batteriemanagementsysteme für Elektrofahrzeuge. In medizinischen Geräten wie elektrischen Hochspannungsmessern und MRT-Geräten kann die Durchschlagfestigkeit von Macor-Keramik den Strom effektiv isolieren und Leckagen oder Signalstörungen verhindern.
（3） Niedriger dielektrischer Verlust
Der dielektrische Verlust von Macor-Keramik beträgt nur 0,0002, was einen geringen dielektrischen Verlust und eine hervorragende Isolierleistung in Hochspannungs- und Hochfrequenzumgebungen bedeutet. Dadurch ergeben sich breite Anwendungsmöglichkeiten in den Bereichen Mikrowellen und Hochfrequenz. In Anwendungen wie Halbleitersubstraten und Sensoren kann Macor-Keramik beispielsweise die Stabilität und Genauigkeit der Signalübertragung gewährleisten.
（4） Stabile elektrische Isolationsleistung
Macor-Keramik kann selbst bei anhaltend hohen Temperaturen von bis zu 800 °C eine stabile elektrische Isolierleistung aufrechterhalten. Der Wärmeausdehnungskoeffizient ist niedrig, etwa 2 × 10 -⁶/℃, und es kann eine gute Dimensionsstabilität bei Temperaturänderungen aufrechterhalten, wodurch der normale Betrieb des Systems gewährleistet wird. Darüber hinaus hat die Macor-Keramik keine Porosität und keine Feuchtigkeitsaufnahme, was die Adsorption und Permeation von Gasen selbst in feuchten oder Hochdruck-Umgebungen verhindert und eine langfristige Stabilität für elektronische Geräte gewährleistet.

3、 Anwendungsbeispiele für die elektrische Hochtemperaturisolierung
（1） Bereich Luft- und Raumfahrt
In der Luft- und Raumfahrt wurde die elektrische Hochtemperatur-Isolierleistung von Macor-Keramik in großem Umfang eingesetzt. So werden Macor-Keramiken beispielsweise im thermischen Kontrollsystem von Satelliten als Isolationskomponenten verwendet, um hohen Temperaturen und komplexen mechanischen Belastungen standzuhalten. Der niedrige Wärmeausdehnungskoeffizient und die stabile elektrische Isolierleistung gewährleisten den normalen Betrieb des Systems bei extremen Temperaturschwankungen.
（2） Im Bereich der elektronischen Fertigung
In der Elektronikfertigung müssen viele Prozessschritte in Hochtemperaturumgebungen durchgeführt werden, z. B. die Wärmebehandlung von Wafern, die chemische Gasphasenabscheidung usw. Die hohe Temperaturbeständigkeit der Macor-Keramik ermöglicht es ihnen, in diesen Hochtemperaturumgebungen stabile physikalische und chemische Eigenschaften beizubehalten, ohne dass es zu Verformungen oder Leistungseinbußen aufgrund von Temperaturänderungen kommt. Darüber hinaus werden Macor-Keramiken auch zur Herstellung von Elektroden und dielektrischen Trägern für elektronische Geräte verwendet, die eine zuverlässige Isolierwirkung haben.
（3） Auf dem Gebiet der neuen Energie
Im Bereich der neuen Energiefahrzeuge werden Macor-Keramiken als Isolationshalterungen für Batteriemodule verwendet. Mit ihrer ausgezeichneten elektrischen Isolierleistung und hohen Temperaturbeständigkeit kann die Macor-Keramik in verschiedenen rauen Umgebungen eine stabile Leistung aufrechterhalten, Kurzschlüsse zwischen den Batteriemodulen wirksam verhindern und den sicheren Betrieb von Batteriesystemen gewährleisten. Gleichzeitig kann sie dank ihrer hohen Temperaturbeständigkeit auch der Hitze standhalten, die beim Laden und Entladen der Batterie entsteht, und so die Lebensdauer der Batterie verlängern.
（4） Bereich Medizinische Geräte
In der Medizintechnik werden die keramischen Isolierringe von Macor aufgrund ihrer Porosität, biologischen Inertheit und Hochtemperatur-Sterilisationsbeständigkeit zu einem Vorreiter in der Isoliertechnologie für medizinische Geräte. In implantierbaren Nervenstimulatoren zum Beispiel kann der Isolierring von Macor mehr als 10 Jahre lang ohne Biokompatibilitätsrisiken stabil arbeiten. In Szenarien wie elektrischen Hochspannungsmessern und MRT-Geräten kann die Durchschlagfestigkeit der Macor-Keramik den Strom wirksam isolieren und Leckagen oder Signalstörungen verhindern.

Die maschinell bearbeitbare Keramik von Macor weist hervorragende elektrische Isolationseigenschaften bei hohen Temperaturen auf, darunter einen hohen spezifischen Durchgangswiderstand, eine hohe Durchschlagfestigkeit, einen geringen dielektrischen Verlust und eine stabile elektrische Isolationsleistung. Diese Eigenschaften haben dazu geführt, dass sie in verschiedenen Bereichen wie Luft- und Raumfahrt, Elektronikfertigung, neue Energien, medizinische Geräte usw. weit verbreitet ist.

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