Коэффициент теплопроводности керамики: Что такое коэффициент теплопроводности блоков «Поротерм»?

Содержание

Керамические подложки из оксида бериллия (BeO)

Главная

/ Продукция

/ Керамические подложки

/ Керамические подложки на основе оксида бериллия (BeO)

Керамические подложки на основе оксида бериллия (BeO)

Оксид бериллия [BeO] обладает уникальной комбинацией тепловых, электрических, оптических и механических свойств, которые используются для широкого спектра применений: от систем теплового управления и интегрированной электроники до высокотемпературных огнеупорных компонентов и ядерных реакторов. У оксида бериллия нет аналогов среди оксидно-керамических материалов по теплопроводности.

Керамика на основе BeO обладает теплопроводностью, превышающей теплопроводность многих металлов, уступая только меди и серебру. При этом теплопроводность BeO в 10 раз выше, чем у Al2O3, и в 1,5 раза выше, чем у AlN.

Диэлектрическая постоянная ниже, чем у оксида и нитрида алюминия. В связи с чем, BeO является отличным изолятором с объемным сопротивлением порядка 1014…1018 Ом∙см, которое зависит от чистоты материала.

Помимо высокой теплостойкости, ВеО обладает отличной прочностью с высокими значениями удельной жесткости.

Керамика на основе оксида бериллия BeO выпускается согласно ТУ23.43. 10-008-34576770-2017 под торговыми марками ОБК-97 и ОБК-100.

Характеристики

Свойства		Материал
Свойства		BeO
Цвет		белый
Объемная плотность	г/см³	≥ 2,85
Шероховатость шлифованной поверхности (Ra)	мкм	—
Шероховатость полированной поверхности (Ra)	мкм	–
Механические характеристики
Прочность на изгиб	МПа	≥ 180
Физические характеристики
Коэффициент теплового расширения (25-1000°C)	10 ^-6 /°C	7,0 ~ 8,5
Теплопроводность (25°C)	Вт/м∙°K	≥ 230
Удельная теплоемкость	Дж/кг*К	–
Сопротивление тепловому удару	С	800
Диэлектрическая прочность	кВ/мм	≥ 18
Объемное сопротивление (25 С)	Ом∙см	≥ 10¹⁴
Диэлектрическая постоянная (1 МГц)	–	6,5 ~ 7,3
Диэлектрические потери (1МГц, 25°C)	∙10 ^-4	≤ 4
Технологические характеристики
DBC технология		–
Толстопленочная технология		–
Тонкопленочная технология

Область применения

Подложки на основе оксида бериллия, могут использоваться для следующих целей:

в качестве плат для радиотехнических устройств, работающих с СВЧ-излучением. Основание для изготовления «ламп бегущей волны»;
подложки для твердотельных излучателей;
создание интеграционных микросхем для рентгенотехнических устройств;
в качестве корпуса для нагревательных элементов;
подложка для датчиков ионизирующего излучения.

Смотрите также

AL₂O₃ Оксид алюминия BK-94, BK-96, BK-100

ALN Нитрид алюминия 170, 200, 230

Si₃N₄ Нитрид кремния

ZrO₂ Оксид циркония

BeO Оксид бериллия 275, 285, 325

SiC_{_{Карбид кремния}}

Подложки с высокой диэлектрической проницаемостью
микроволновая керамика

Это поле обязательно для заполнения

Телефон *

Это поле обязательно для заполнения

Загрузить файл *

Это поле обязательно для заполнения

Запрещено загружать файл данного типа

Введите символы, изображённые на картинке: *

Введён неправильный защитный код.

Необходимо ваше согласие на обработку персональных данных

Нажимая на кнопку “Отправить сообщение” даю согласие на обработку персональных данных

5 фактов о керамике как изоляторе (почему и как ее использовать) –

By Индрани Банерджи

Керамика – хрупкий и твердый материал. В этом посте давайте исследуем, работает ли керамика как электрический изолятор или проводник.

Керамика является изолятором в своей естественной форме. Это непроводящий изолятор, образованный из проницаемой глины коричневого, красного или белого цвета, который служит перегородкой между электролитическими конденсаторами.

Тот факт, что керамика является изолятором тепла и электричества, ее использование в качестве изолятора, когда и как керамика может проводить электрический ток, а также более широкий контекст будут подробно рассмотрены далее.

Почему керамика является хорошим электроизолятором?

Фарфор, фаянс и керамика – три основные категории керамики. Давайте обсудим, почему керамика является хорошим электрическим изолятором.

Керамика является хорошим электрическим изолятором, потому что невероятно малое количество потерянных неспаренных электронов в керамике делает ее непригодной для выработки электроэнергии. Необычайно мощные электронные взаимодействия поддерживают атомы керамического адгезива.

Изображение – Керамика;
Кредит изображения – Википедия

Эти электроны не могут быть обменены или использованы ионами для свободного перемещения. На снимке микрофотография передового керамического материала с помощью сканирующего электронного микроскопа с малым увеличением. Свойства керамики делают излом важным методом контроля.

Является ли керамика хорошим теплоизолятором?

Превосходные изоляционные качества из-за отсутствия потоков электронов, вещество менее проводящее. Давайте выясним, является ли керамика достойным теплоизолятором.

Керамика это хорошо теплоизолятор поскольку они могут выдерживать высокие температуры, удерживая тепло без передачи потока. Они действуют как отличные тепловые барьеры в космосе, приклеивая их как вкладыши в космический шаттл.

Подвесные, деформационные, штифтовые, опорные изоляторы — это лишь некоторые из пяти категорий, которые используются для классификации керамических изоляторов.

Свойства керамики

Толщина керамики составляет от 0.5 мм до 1.6 мм, а пространство, доступное для облицовки керамикой, составляет примерно 1.0–1.5 мм.
При нормальной комнатной температуре плотность керамики составляет 6 граммов на кубический сантиметр.
Температура плавления или размягчения керамики составляет от 2000 до 840 градусов по Цельсию.
Прочность на сжатие керамики составляет от 1500 МПа до 3000 МПа.
Средняя теплопроводность керамики составляет 5.077 Вт/мК.
Коэффициент теплопередачи для керамики составляет от 430 Вт/(м²к) и 560 Вт/(м²л).
Диэлектрическая прочность керамики составляет 15 кВ/см.
Удельная теплоемкость изолятора из керамики при 35 градусах Цельсия составляет от 0.0323 до 0.326.^{Дж/кг/К.}
Модуль упругости для керамики 393 ГПа.
Прочность на растяжение керамики составляет от 260 МПа до 300 МПа.

Использование керамики в качестве изолятора

Отношение прочности на прокол к напряжению пробоя можно использовать для отображения коэффициента безопасности изолятора. Поговорим о том, как можно использовать керамику в качестве изолятора.

Свеча зажигания
Проволочная опора
Поляк
Сохранность
Распределение низкого напряжения
Печь
Керамическая печь или печь
Керамический обогреватель

Свеча зажигания

Свеча зажигания — это довольно простое устройство, которое выполняет ряд важных, но разных задач. Прежде всего, он по существу производит фальшивый удар молнии внутри головки блока цилиндров двигателя или камеры сгорания. Напряжение свечи зажигания может варьироваться от 20,000 100,000 до более XNUMX XNUMX вольт.

Проволочная опора

Керамические изоляторы механических напряжений предназначены для использования в сценариях, когда кабели или провода, свисающие с потолка, натягивают изолятор. Они служат той же цели, что и опорные керамические изоляторы для воздушных проводов, радиоантенн и линий электропередач.

Поляк

Провода на инженерных или телефонных столбах поддерживаются керамическими изоляторами. Керамические опорные изоляторы для проводов имеют форму зонтика для защиты нижней части изолятора и проводов от снега и дождя.

Сохранность

Основная функция изоляторов состоит в регулировании тока и предотвращении его движения к земле. Если провода обрезаются и падают на землю, безопасные керамические изоляторы остаются на месте и обеспечивают изоляцию. Они расположены таким образом, чтобы провода не соприкасались с землей.

Распределение низкого напряжения

Сеть низкого напряжения, обычно называемая вторичной сетью, передает мощность от силового трансформатора к электрическим счетчикам конечных пользователей на протяжении всего процесса распределения. Вторичные сети работают при низких уровнях напряжения, которые обычно эквивалентны сетевому напряжению электрооборудования.

Печь

Печь — это устройство, которое посылает тепло и передает его материалам для изменения их физических и химических свойств. Как правило, тепло вырабатывается за счет сжигания твердого, жидкого или газообразного топлива или за счет применения электрической энергии посредством резистивного нагрева или индукционного нагрева.

Керамическая печь или печь

Печь — это своего рода теплоизолированная печь, которая генерирует температуры, достаточно высокие для завершения определенных процессов, таких как закалка, сушка или химические изменения. На протяжении тысячелетий глиняные артефакты превращались в глиняную посуду, черепицу и кирпичи с использованием печей.

Керамический обогреватель

Керамические нагреватели — это электрические нагреватели, работающие по принципу резистивного нагрева и имеющие керамический нагревательный элемент с положительным температурным коэффициентом. Керамические материалы обладают достаточной теплопроводностью и электрическим сопротивлением, чтобы выделять и проводить тепло при прохождении через них тока.

Когда керамика проводит электричество?

Облицовка печи изготовлена из керамики. Рассмотрим электропроводность керамики.

Керамика является превосходным электронным носителем, поскольку она образует перекрывающиеся энергетические полосы, если смешана с полуметаллами, такими как оксид свинца, оксид рутения, висмут.
Электричество может проходить к керамике, когда на керамику подается достаточно высокое напряжение, которое получает значительное количество энергии для высвобождения электронов.

Керамика имеет очень высокую диэлектрическую прочность и поэтому может терять электричество при определенной энергии.

Заключение
Из этой статьи мы можем сделать вывод, что керамика в своей естественной форме является хорошим тепло- и электроизолятором. Но некоторые виды керамики проводят электричество и обладают высокой электропроводностью. В этой статье обсуждаются свойства керамики, ее роль изолятора, области применения керамики и другие темы, связанные с керамикой.
Факторы, влияющие на характеристики теплопередачи керамических материалов
Лиза К. Росс | 0 Комментарий
Факторы, влияющие на характеристики теплопередачи керамических материалов
С развитием технологий теплопроводная керамика, как материал с высокой теплопроводностью, высокой температурой плавления, высокой твердостью, высокой стойкостью к истиранию, стойкостью к окислению и коррозии , использовались в химической промышленности, микроэлектронике, автомобилестроении, аэрокосмической, авиационной, бумажной, лазерной и других областях. Для расширения области применения теплопроводной керамики большое значение имеет улучшение ее характеристик теплопередачи. Но перед этим важно знать, что влияет на теплопроводность керамики. Ниже приводится краткий обзор влияющих факторов. В керамике существует три пути передачи тепла: конвекция, излучение и теплопроводность. Теплопроводность керамики связана с ее составом, внутренней структурой, плотностью, влажностью, температурой термообработки, давлением и другими факторами.
Состав
Теплопроводность традиционной керамики плохая, и причина низкой теплопроводности неотделима от сырья. Сырьем для традиционной керамики в основном является натуральное сырье из глины, кварца и полевого шпата, обладающее плохой теплопроводностью. Следовательно, чтобы улучшить теплопроводность керамики, необходимо ввести легированные компоненты. Этот метод можно разделить на два типа в зависимости от различных свойств легированных компонентов: один заключается в добавлении неметаллических материалов в керамику, а другой заключается в добавлении металлических материалов. Есть пример добавления неметаллических материалов. Теплопроводность красной черепицы лучше, чем у обычной черепицы, благодаря содержанию в ней Fe2O3 и кристаллической фазы муллита. Теплопроводность плитки можно улучшить, добавив соответствующее количество Al2O3, но температуру спекания керамики можно повысить, добавив слишком много. Чтобы уменьшить неблагоприятный эффект, некоторые исследователи использовали синергетический эффект графена и оксида алюминия для изменения внутренней структуры материала, таким образом получая керамический материал с лучшей теплопроводностью. Есть еще один пример добавления металлических материалов. Характеристики теплопередачи металла лучше, чем у большинства керамик, и их комбинация может эффективно улучшить теплопроводность керамики. Некоторым исследователям удалось получить стабильный металлический осмотический градиентный слой, образованный взаимной диффузией керамики и металлической меди, который эффективно снижает термическое сопротивление керамических материалов.
Пористый
В процессе спекания в теле будут большие поры или пузырьки из-за присутствия органических или неорганических солей, зернистых примесей (таких как железо, частицы неизмельченного остатка и т. д.) в порошке и избыточная стеклофаза. Неизбежно, что появление пор изменит способ теплообмена в керамических материалах, что оказывает существенное влияние на теплообмен. Теплопроводность является основным видом теплопередачи в керамике с высокой плотностью и низкой температурой, в то время как в пористой керамике существуют такие виды теплопередачи, как конвекция, излучение и теплопроводность. Поэтому при анализе теплопроводности керамики следует всесторонне учитывать размер пор, их распределение и способ соединения.
Внутренние дефекты и микроструктура
Влияние внутренних дефектов и микроструктуры на теплопроводность керамики в основном определяется фононным механизмом теплопроводности материалов. Всевозможные дефекты являются центром рассеяния фононов, поэтому они могут уменьшать среднюю длину свободного пробега фононов и теплопроводность. Внутренние дефекты также являются центром рассеяния фононов, и чем больше таких центров, тем больше потери энергии, вызванные рассеянием фононов. Поэтому при поиске эффективных методов повышения теплопроводности материалов следует принимать такие меры, как добавление спекающих добавок и увеличение времени спекания, чтобы уменьшить появление дефектов в материалах. Например, как карбид кремния (SiC), так и нитрид алюминия (AlN) обычно используются в качестве высокотеплопроводной керамики, и теоретически их смесь должна иметь лучшую теплопроводность. Однако экспериментальные результаты показали, что хотя керамика SiC становилась более плотной при добавлении определенного количества порошка AlN, между примесями и основными атомами существовали различия в размерах частиц, межатомных силах и других силах, и возникающие в результате внутренние дефекты приводили к снижение теплопроводности SiC-керамики.
Процесс термической обработки
Термическая обработка является одним из наиболее важных процессов в процессе производства керамики, который влияет на ряд физических и химических изменений в заготовке, а также на микроструктуру и минеральный состав готового изделия. . Различные компоненты керамики также изменяются в процессе термообработки.
Резюме
Подводя итог, можно сказать, что для улучшения характеристик теплопередачи керамики следует учитывать вместе несколько переменных, таких как улучшение чистоты керамических материалов, увеличение плотности керамических материалов, уменьшение структурных дефектов, уменьшение поры, уменьшение границ зерен и стеклофазы, правильный контроль размера частиц и разумная система обжига. Кроме того, добавление графена, графеноподобных и других неметаллических материалов для улучшения теплопроводности керамических материалов также может быть средством, заслуживающим дальнейшего изучения. Для получения дополнительной информации посетите сайт https://www.preciseceramic.com/.
Показатели теплопроводности печатных плат: керамические печатные платы и печатные платы с металлическим сердечником — производство печатных плат и сборка печатных плат
Теплопроводность керамических печатных плат
Керамическая печатная плата будет вашим предпочтительным выбором материала. Сегодня керамика уже широко используется в качестве подложек во многих компонентах микроэлектроники и корпусах мощных светодиодов, и все чаще они заменяют целые печатные платы, снижая сложность проектирования и производства при одновременном повышении производительности. Примерами являются модули Chip-on-board (COB), схемы высокой мощности, датчики приближения, драйверы аккумуляторов для электромобилей и т. д.

Преимущества керамики по сравнению с другими печатными платами:
Более высокая рабочая температура до 350ºC
Меньший коэффициент расширения
Хорошие тепловые свойства интеграция
Экономично для плотной упаковки благодаря параллельной обработке слоев
Возможны герметичные упаковки, водопоглощение 0%
Запросить керамическую печатную плату сейчас
RayMing специализируется на производстве плат на основе оксида алюминия (Al2O3) и нитрида алюминия (AlN) с использованием толстопленочных материалов, а также технологий меди с прямым соединением (DBC) и меди с прямым покрытием (DPC) для печати схем. Керамическая печатная плата
по сравнению с mcpcb
Глинозем (Al2O3) широко используется из-за его низкой стоимости. Это, однако, менее хороший теплопроводник (24-28 Вт/мК), но все же превосходит большинство печатных плат с IMS (металлическим сердечником), поскольку не требует диэлектрического слоя между цепями и сердечником. При необходимости тепловые характеристики можно улучшить, используя переходные отверстия, заполненные серебром (Ag). Доски обычно толще (0,5-1,5 мм). Оксид алюминия также можно сделать прозрачным, нажмите здесь для получения дополнительной информации о прозрачных печатных платах.
Нитрид алюминия (AlN) обладает гораздо лучшими тепловыми характеристиками (>170 Вт/мК), но и более дорогой. Также здесь тепловые характеристики могут быть дополнительно улучшены за счет дорожек и переходных отверстий из серебра или золота.
Схемы могут быть напечатаны с использованием меди (Cu) или серебра (Ag) в зависимости от применения и запроса. Медь предлагается как в процессах DBC/DPC, так и в процессах трафаретной печати на толстой пленке, в то время как серебро может быть получено только при использовании второго варианта производства. Мы советуем использовать медь в 1-2-слойных приложениях от малых до больших объемов. Серебро рекомендуется при многослойной обработке и только при средних и больших объемах из-за более высоких затрат на инструменты. Если вы не уверены, какой материал указать, пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам.
Сопротивление припою и отделка поверхности могут наноситься аналогично обычным печатным платам, если используется медная металлизация. Однако для конструкций из толстой серебряной пленки мы предлагаем только стеклянную паяльную маску, которая рекомендуется для высокотемпературных конструкций. Для сред с высоким содержанием серы, где коррозия серебра может быть проблемой, мы предлагаем золотое покрытие как решение для защиты открытых контактных площадок.
Благодаря своим диэлектрическим и теплопроводным характеристикам компоненты можно размещать непосредственно на керамических платах, что облегчает отвод тепла по сравнению с платами с FR4 и металлическим сердечником. Кроме того, поскольку возможны (скрытые) переходные отверстия, многослойные платы также могут быть изготовлены, что делает керамические печатные платы реальной альтернативой FR4/CEM3 и печатным платам с металлическим сердечником.