CHINA Wuxi Special Ceramic Electrical Co.,Ltd Company News

En los vehículos eléctricos modernos, la tracción ferroviaria y los accionamientos industriales, los módulos de potencia IGBT a menudo sufren sobrecalentamiento, deslaminación y fallas por fatiga debido a las altas cargas térmicas. Los sustratos tradicionales de alúmina o nitruro de aluminio no pueden equilibrar la conductividad térmica y la tenacidad mecánica, lo que lleva a una vida útil reducida. El sustrato cerámico de nitruro de silicio de alta conductividad térmica proporciona una solución óptima con una conductividad térmica de 90–100 W/m·K, una resistencia a la flexión superior a 600 MPa y un coeficiente de expansión térmica de 2,8–3,2×10⁻⁶/K, que coincide perfectamente con los chips de silicio para minimizar la tensión térmica. También presenta un excelente aislamiento eléctrico (>20 kV/mm) y una baja pérdida dieléctrica (

Los fabricantes de bombas hidráulicas y sistemas de alta presión a menudo tienen problemas con el desgaste rápido y la falla de sellado de los émbolos metálicos.el agujero, y eventual fuga. El émbolo cerámico de nitruro de silicio proporciona una solución probada, con una resistencia a la flexión superior a 1000 MPa y un coeficiente de fricción inferior a 0.3Su superficie auto lubricante minimiza la fricción y la acumulación de calor, lo que garantiza un rendimiento de sellado estable. A diferencia del acero, el Si3N4 no reacciona con metales líquidos o medios corrosivos, ofreciendo una excelente estabilidad química y fiabilidad a largo plazo.Las pruebas muestran una vida útil tres veces más larga que los émbolos de acero, con sellado constante y estabilidad dimensional. Hoy en día, los émbolos de nitruro de silicio se utilizan ampliamente en bombas de limpieza de alta presión, sistemas de recubrimiento, prensas hidráulicas y unidades de entrega de combustible,Ayudar a los clientes a reducir los tiempos de inactividad y los costes de mantenimiento.

A medida que los semiconductores de tercera generación como SiC, GaN y los módulos IGBT continúan evolucionando hacia una mayor densidad de potencia y frecuencia de conmutación, los clientes se enfrentan a desafíos crecientes en cuanto a fallos térmicos y fiabilidad de los dispositivos. Bajo operación a alta temperatura y alta corriente, los sustratos convencionales de alúmina o nitruro de aluminio a menudo sufren de baja conductividad térmica y poca resistencia mecánica, lo que lleva al sobrecalentamiento, la fatiga de la soldadura o la delaminación. El sustrato cerámico de nitruro de silicio (Si₃N₄) de alta conductividad térmica proporciona una solución innovadora. Fabricado a partir de polvo de Si₃N₄ de alta pureza mediante moldeo y sinterización de precisión por encima de 2000°C, ofrece una conductividad térmica >80 W/(m·K), junto con un excelente aislamiento, baja pérdida dieléctrica y una resistencia a la flexión superior. A diferencia de los materiales convencionales, el coeficiente de expansión térmica del nitruro de silicio coincide estrechamente con los chips de silicio, lo que reduce el estrés térmico y previene la delaminación. Su alta tenacidad a la fractura y resistencia al choque térmico garantizan la fiabilidad bajo ciclos de calentamiento rápidos y operaciones frecuentes de arranque y parada, extendiendo significativamente la vida útil del módulo. Los sustratos cerámicos de nitruro de silicio se aplican ahora ampliamente en módulos de accionamiento de motores de vehículos eléctricos, convertidores de tracción ferroviaria, sistemas de control de trenes de alta velocidad y unidades de carga rápida. Los comentarios de los clientes muestran hasta un 15% menos de temperatura de unión y una mejora triple en la vida útil del ciclo térmico en comparación con los sustratos tradicionales. Con su alta conductividad térmica, fiabilidad mecánica y aislamiento eléctrico, los sustratos cerámicos de nitruro de silicio se han convertido en el material preferido para el embalaje de electrónica de potencia de próxima generación y la gestión térmica, lo que permite sistemas de semiconductores más seguros, duraderos y eficientes.

En las industrias de fabricación de papel y arenado, los clientes a menudo se enfrentan al rápido desgaste de las boquillas y a frecuentes reemplazos, lo que causa costosos tiempos de inactividad. Las boquillas metálicas convencionales se erosionan rápidamente bajo fluidos de alta presión y alta velocidad, así como con lodos abrasivos. Las boquillas de cerámica de nitruro de silicio ofrecen una solución robusta. Fabricadas mediante sinterización por prensado en caliente de polvo fino de Si₃N₄, alcanzan una dureza superior a HRA 93 y una resistencia al desgaste ocho veces mayor que el acero inoxidable. La superficie lisa y densa minimiza la fricción y evita la obstrucción durante el funcionamiento. Estas boquillas también resisten la corrosión química de la pulpa, los ácidos y los líquidos alcalinos, proporcionando más de un año de vida útil continua en comparación con solo unos pocos meses para los tipos de metal. Los usuarios informan de menores costos de repuestos, menos interrupciones de mantenimiento y una mejor eficiencia de deshidratación y pulverización. Como resultado, las líneas de producción mantienen una mayor consistencia y un menor consumo de energía.

En las operaciones de fundición de aluminio y fundición a presión a baja presión, muchos clientes luchan contra el agrietamiento y la corrosión causados por el aluminio fundido y el choque térmico. La frecuente sustitución de los tubos ascendentes de metal o de los tubos de protección de los calentadores no solo aumenta los costes de mantenimiento, sino que también interrumpe la estabilidad de la producción. El tubo ascendente de cerámica de nitruro de silicio (Si₃N₄) y el tubo de protección del calentador proporcionan una solución a largo plazo a estos problemas. Producidos a partir de polvo de Si₃N₄ de alta pureza y sinterizados por encima de 2000 °C, estos componentes cerámicos presentan una alta densidad, una resistencia mecánica excepcional y una excelente resistencia al choque térmico. Incluso bajo calentamiento y enfriamiento rápidos, mantienen una integridad estructural completa y resisten la infiltración de aluminio. Su bajo coeficiente de expansión térmica y su excelente conductividad térmica aseguran una distribución uniforme de la temperatura, minimizan la oxidación del metal y mejoran la eficiencia energética. En funcionamiento continuo, los tubos ascendentes de nitruro de silicio pueden funcionar durante miles de horas sin necesidad de sustitución, mientras que los tubos de protección del calentador prolongan eficazmente la vida útil de los elementos calefactores. Los datos de campo muestran que los clientes que utilizan componentes de Si₃N₄ experimentan hasta un 30 % más de estabilidad en la producción y una mayor calidad del aluminio fundido.Con su resistencia a altas temperaturas, resistencia a la corrosión y larga vida útil, las piezas estructurales de cerámica de nitruro de silicio se están convirtiendo en materiales clave para las operaciones modernas de fundición de aluminio.

Para los usuarios de maquinaria industrial y motores eléctricos, las fallas en los rodamientos y el mantenimiento frecuente son desafíos clave que afectan la eficiencia de costos y la productividad. Los rodamientos de acero tradicionales sufren desgaste, corrosión y fallas en la lubricación, especialmente en entornos hostiles o de alta velocidad. La bola cerámica de nitruro de silicio de alta resistencia, sinterizada bajo prensado isostático en caliente, proporciona una solución superior. Con una dureza superior a HRA92 y una resistencia a la flexión que supera los 1000 MPa, ofrece una durabilidad y estabilidad inigualables. La tasa de desgaste es un 40% menor que la del acero, lo que garantiza un funcionamiento suave incluso con lubricación deficiente o contaminación. Sus propiedades autolubricantes y anticorrosivas la hacen ideal para turbinas eólicas marinas, sistemas aeroespaciales y maquinaria de vacío. Los clientes informan intervalos de mantenimiento hasta 3 veces más largos que con los rodamientos de acero, lo que minimiza el tiempo de inactividad y mejora la productividad. En husillos de precisión, el ruido y el aumento de temperatura se reducen en más de un 20%, mientras que la vida útil de funcionamiento continuo supera las 10.000 horas, lo que proporciona ahorros medibles a largo plazo. Con estas ventajas, las bolas cerámicas de nitruro de silicio se adoptan cada vez más en aplicaciones de rodamientos avanzadas que requieren durabilidad, estabilidad y bajos costos de mantenimiento, satisfaciendo las necesidades cambiantes de los equipos industriales de próxima generación.

En los motores de vehículos eléctricos, husillos de máquinas herramienta y sistemas de turbinas eólicas, los clientes se enfrentan a problemas recurrentes con el desgaste de los rodamientos y la corrosión eléctrica en condiciones de alta velocidad y alta temperatura. Las bolas de acero tradicionales tienden a sobrecalentarse, oxidarse y fallar cuando se exponen a corrientes parásitas, lo que acorta la vida útil del sistema y aumenta los costos de mantenimiento. Para abordar estos desafíos, la bola cerámica de nitruro de silicio (HIP) de alto rendimiento prensada isostáticamente en caliente proporciona una solución probada.Fabricada con polvo de Si₃N₄ ultra puro y sinterizada por encima de 2000°C, el proceso HIP garantiza una densidad total y una estructura sin poros, lo que resulta en una tenacidad y estabilidad térmica excepcionales. La bola cerámica combina un alto aislamiento eléctrico con una alta resistencia mecánica, lo que evita la picadura eléctrica y garantiza un funcionamiento estable incluso a temperaturas de hasta 1000°C. Con un peso de solo el 40% de una bola de acero, reduce la inercia rotacional y la generación de calor. Su superficie autolubricante minimiza la fricción y permite un funcionamiento sin mantenimiento, ideal para una fiabilidad a largo plazo en motores de vehículos eléctricos y husillos de precisión. Las aplicaciones incluyen: Rodamientos de taladros dentales (≈1 mm): garantizando una estabilidad de ultra alta velocidad Rodamientos de motores de vehículos eléctricos (≈10 mm): eliminando la erosión eléctrica Rodamientos de generadores de turbinas eólicas (≈50 mm): mejorando la durabilidad y la seguridad Con las ventajas de un diseño ligero, resistencia al desgaste, aislamiento y larga vida útil, las bolas cerámicas de nitruro de silicio HIP están redefiniendo el estándar de fiabilidad para la ingeniería de rodamientos moderna.

En los sistemas de calentamiento de aluminio fundido, los tubos de protección de calentadores metálicos o de grafito a menudo sufren oxidación y corrosión, lo que lleva a fallos frecuentes.El tubo de protección de calentador de nitruro de silicio proporciona una durabilidad excepcional, con una resistencia a la flexión superior a 800 MPa, una conductividad térmica de 25–30 W/m·K y una resistencia superior al choque térmico. El Si₃N₄ no se moja con el aluminio fundido y es químicamente inerte, manteniendo la pureza del metal durante la operación a largo plazo.Puede soportar ciclos térmicos extremos de hasta 1000 °C sin agrietarse, lo que garantiza una transferencia de calor estable y protege los elementos calefactores de la exposición directa al metal. Los informes de campo muestran una vida útil superior a 12 meses, lo que reduce la frecuencia de mantenimiento en un 70% y mejora la eficiencia de calentamiento en un 15%.El producto se ha convertido en la opción preferida para las plantas de fundición a presión, las fundiciones de aluminio y los hornos de fusión continua que buscan eficiencia energética y fiabilidad.Al prevenir la contaminación y extender los intervalos de servicio, los tubos calefactores de Si₃N₄ ofrecen ahorro de costos y estabilidad constante del proceso en condiciones industriales adversas.

A medida que las tecnologías de SiC (carburo de silicio) y GaN (nitruro de galio) continúan transformando la industria de la electrónica de potencia, la demanda de materiales de embalaje confiables y de alto rendimiento está aumentando. Los sustratos cerámicos de nitruro de silicio (Si₃N₄), que presentan baja pérdida dieléctrica, alta resistencia de aislamiento y una tenacidad mecánica excepcional, se han convertido en la mejor opción para aplicaciones avanzadas de módulos de potencia. Fabricado con polvo de Si₃N₄ de alta pureza y sinterizado por encima de 2000°C, el sustrato cerámico de nitruro de silicio logra una constante dieléctrica inferior a 8 y una tangente de pérdida (tanδ) 80W/m·K) con una tenacidad a la fractura superior, lo que los hace ideales para sistemas de accionamiento de vehículos eléctricos, unidades de control de tracción ferroviaria y módulos de carga rápida. Hoy en día, los sustratos cerámicos de nitruro de silicio se utilizan ampliamente en sistemas de control de motores de nueva energía, inversores industriales, módulos de conversión de potencia y amplificadores de estaciones base 5G, proporcionando un aislamiento estable y una disipación de calor efectiva. Con su equilibrio inigualable de rendimiento térmico, eléctrico y mecánico, los sustratos de Si₃N₄ están redefiniendo los estándares del embalaje de semiconductores de próxima generación.

Los módulos de potencia para vehículos eléctricos a menudo operan en condiciones extremas — alta corriente, alta frecuencia y ciclos térmicos continuos. Estas tensiones causan delaminación, fatiga de la soldadura y, finalmente, fallo del dispositivo.El sustrato de nitruro de silicio de alto aislamiento está diseñado para abordar estos problemas al combinar alta conductividad térmica (≥90 W/m·K), resistencia dieléctrica superior (≥20 kV/mm) y robustez mecánica excepcional (≥600 MPa) en una sola plataforma. Con un CTE de 3×10⁻⁶/K, el sustrato coincide perfectamente con los chips de silicio o SiC, reduciendo la fatiga térmica y mejorando la fiabilidad a largo plazo. La metalización de cobre AMB o DBC proporciona una excelente adhesión y baja resistencia térmica para una disipación de calor eficiente.Los datos de campo muestran que los módulos basados en Si₃N₄ pueden operar durante más de 2000 horas a 125°C sin degradación y mantener la estabilidad a lo largo de más de 100.000 ciclos térmicos. Hoy en día, los sustratos de Si₃N₄ se utilizan ampliamente en inversores de tracción de vehículos eléctricos, cargadores a bordo, convertidores CC-CC y sistemas de almacenamiento de energía, proporcionando un funcionamiento más seguro, una mayor densidad de potencia y una vida útil más larga en comparación con las cerámicas tradicionales.Para los fabricantes que buscan fiabilidad de próxima generación, esta tecnología garantiza un aislamiento eléctrico y un rendimiento de gestión térmica excepcionales en entornos automotrices hostiles.