Quels sont les principaux aspects des propriétés d'isolation des céramiques d'alumine ?

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En tant que matériau d'ingénierie de haute performance, céramique d'alumine ont d'excellentes performances en matière d'isolation électrique, ce qui constitue l'une de leurs caractéristiques les plus importantes et les plus connues, ainsi que la base de leur large application dans les domaines de l'électronique, de l'énergie, de l'aérospatiale et d'autres domaines.

Performance de l'isolation des céramiques d'alumine à cœur
La performance d'isolation des céramiques d'alumine n'est pas un indicateur unique, mais le reflet d'une performance globale, couvrant principalement les aspects suivants :

1. Résistivité volumique et résistivité de surface extrêmement élevées
   Performance : Les céramiques d'alumine ont une résistivité volumique extrêmement élevée à température ambiante (généralement supérieure à 10 ¹⁴Ω- cm) et une résistivité de surface pouvant atteindre 10 ¹² -10 ¹³ Ω. Cela signifie qu'il est extrêmement difficile pour le courant de passer à travers l'intérieur et la surface, ce qui bloque efficacement les chemins du courant de fuite.
   Comparaison : Sa résistivité est beaucoup plus élevée que celle des matériaux isolants organiques ordinaires tels que le plastique et le caoutchouc, et elle peut conserver une valeur élevée même dans des environnements à haute température.
2. Excellente rigidité diélectrique (résistance au claquage)
   Performance : La rigidité diélectrique désigne l'intensité maximale du champ électrique qu'un matériau peut supporter avant de se rompre, mesurée en kV/mm. La rigidité diélectrique des céramiques d'alumine de haute pureté (telles que les céramiques 96% et 99%) peut généralement atteindre 10-25 kV/mm, voire plus.
   Signification : Cela signifie que dans des conditions de haute tension, les céramiques d'alumine peuvent résister à des tensions extrêmement fortes sans être endommagées, ce qui garantit un fonctionnement sûr et stable des appareils électriques à haute tension.
3. Constante diélectrique et perte diélectrique plus faibles
   Constante diélectrique : La constante diélectrique des céramiques d'alumine est généralement comprise entre 8 et 10 (à 1 MHz), et la valeur est relativement stable. Une constante diélectrique plus faible permet de réduire les retards et les interférences croisées lors de la transmission des signaux, ce qui convient particulièrement aux circuits à haute fréquence.
   Perte diélectrique : Sa tangente de perte diélectrique (tan δ) est très faible (généralement inférieure à 0,0004 à 1 MHz). Une faible perte signifie que dans un champ électrique alternatif, il y a une perte minimale dans la conversion de l'énergie électrique en énergie thermique, ce qui se traduit par une efficacité élevée du transfert d'énergie et une faible production de chaleur.
4. Excellente stabilité de l'isolation à haute température
   Performance : Contrairement aux matériaux d'isolation organiques tels que les plastiques et les résines époxy, qui se ramollissent, se carbonisent et perdent leurs propriétés d'isolation à haute température, les performances d'isolation des céramiques d'alumine diminuent très peu avec l'augmentation de la température. Elle peut maintenir des performances d'isolation stables pendant longtemps dans des environnements de température de 500 ℃ ou même plus.
   Mécanisme : Sa structure cristalline stable composée de liaisons ioniques et covalentes lui confère un point de fusion et une stabilité thermique extrêmement élevés.

Comment résoudre les problèmes pratiques liés aux propriétés d'isolation des céramiques d'alumine ?
C'est précisément grâce aux excellentes propriétés d'isolation mentionnées ci-dessus que les céramiques d'alumine sont devenues un matériau clé pour résoudre de nombreux problèmes industriels.

1. Résoudre le problème de l'isolation dans les environnements à haute température
   Problème : Dans les secteurs de la métallurgie, des moteurs aérospatiaux, des diodes électroluminescentes de haute puissance, des câbles chauffants pour appareils ménagers et autres, la température de travail est extrêmement élevée et les matériaux d'isolation ordinaires ne peuvent pas la supporter.
   Solution : La céramique d'alumine est utilisée comme substrat d'isolation, squelette de bobine, manchon de thermocouple, support de lampe, etc. Par exemple, les fils chauffants internes de la plaque chauffante d'un cuiseur de riz sont isolés et fixés en les encastrant dans de la céramique d'alumine, ce qui garantit une sécurité absolue dans les environnements d'ébullition à haute température.
2. Assurer la sécurité et la miniaturisation des appareils électriques à haute tension
   Problème : Les équipements de transmission et de transformation à haute tension, les disjoncteurs à vide, les générateurs laser, les tubes à rayons X, etc. doivent résister à des tensions de dizaines, voire de centaines de milliers de volts, ce qui exige que les composants d'isolation aient une résistance à la rupture extrêmement élevée.
   Solution : Les céramiques d'oxyde d'aluminium sont utilisées pour fabriquer des chambres d'extinction d'arc sous vide, des isolateurs haute tension, des douilles haute tension, des boîtiers de tubes électroniques, etc. Sa rigidité diélectrique élevée garantit que l'équipement n'est pas endommagé sous haute tension, tandis que sa résistance mécanique élevée permet de concevoir des équipements plus compacts et de les miniaturiser.
3. Améliorer l'intégrité du signal des dispositifs électroniques à haute fréquence
   Problème : Dans les stations de base de communication 5G, les modules RF, les circuits intégrés à semi-conducteurs et les dispositifs à micro-ondes, les signaux à haute fréquence sont très sensibles à la constante diélectrique et aux pertes des matériaux du substrat. Des matériaux de mauvaise qualité peuvent entraîner une distorsion, une atténuation et un échauffement du signal.
   Solution : Utiliser un substrat en céramique d'alumine (circuit à film épais, substrat de circuit à film mince) ou une enveloppe d'emballage. Sa constante diélectrique stable et faible et sa perte diélectrique extrêmement faible garantissent une faible perte, une haute fidélité et une grande efficacité dans la transmission des signaux à haute fréquence, ce qui est incomparable avec les cartes de circuits imprimés ordinaires.
4. Obtenir une isolation fiable dans des environnements résistants à l'arc et à la corrosion
   Problème : Dans les environnements difficiles avec des arcs électriques puissants, des gaz ou des liquides corrosifs, la surface des matériaux peut être carbonisée ou corrodée, ce qui entraîne une défaillance de l'isolation.
   Solution : Les céramiques d'alumine ont une dureté élevée, résistent à la corrosion, ne vieillissent pas et ne se carbonisent pas facilement en surface. Utilisée pour la fabrication de buses d'arc, de boîtiers d'isolation de capteurs chimiques, de composants d'équipements de gravure de semi-conducteurs, etc., elle peut fournir une protection d'isolation fiable à vie dans ces conditions difficiles.

Les propriétés d'isolation des céramiques d'alumine sont le reflet complet d'une haute performance, d'une haute fiabilité et d'une haute stabilité. Les céramiques d'alumine ne sont pas simplement "non-conductrices", mais elles peuvent remplir leurs fonctions d'isolation de manière stable, efficace et sûre dans des conditions extrêmement difficiles telles que les hautes températures, les hautes pressions, les hautes fréquences et la corrosion.
Choisir les céramiques d'alumine comme composants d'isolation, c'est choisir :
Sécurité accrue : éliminer le risque de fuite et de panne.
Durée de vie plus longue : résistant au vieillissement, les performances ne se détériorent pas avec le temps.
Meilleure performance de l'équipement : En particulier dans les domaines de la haute fréquence et de la haute tension, il peut améliorer de manière significative l'efficacité globale de l'équipement.
Un champ d'application plus large : Franchir les limites de température et d'environnement, c'est ouvrir de nouvelles possibilités pour la conception des produits.
Par conséquent, lorsque la conception de votre produit est confrontée à de graves problèmes d'isolation, les céramiques d'alumine constituent sans aucun doute une solution éprouvée, puissante et fiable.

Brudeze Ceramics fournit et vend une large gamme de verre de quartz de haute qualité, y compris des céramiques d'alumine, des céramiques de zircone, des céramiques de nitrure de silicium, des céramiques de nitrure d'aluminium, des céramiques de carbure de silicium, des céramiques de carbure de bore, des biocéramiques, des céramiques usinables, etc. Nous pouvons répondre aux exigences de personnalisation de divers produits céramiques.