maßgeschneiderte Dickschicht-Druckplatine S-Kern poröser keramischer Verdampfungskern

Keramische Heizverdampferkerne sind die Kernkomponenten elektronischer Geräte, insbesondere solcher, die beim Erhitzen nicht verbrennen. Ihre Hauptfunktion besteht darin zu „erhitzen“ statt zu „verbrennen“.

I. Herstellungsverfahren und Ablauf von Siliziumkarbid-Keramik-Zerstäuberkernen

Die Herstellung von Siliziumkarbid-Keramik-Verdampferkernen ist ein Prozess, der Werkstoffkunde und Präzisionsfertigung umfasst, wobei der Schwerpunkt auf der Herstellung von Siliziumkarbid-Keramikkörpern mit porösen Mikrostrukturen liegt.

Der Hauptprozess ist wie folgt:

1. Vorbereitung des Rohmaterials

• Ausgangsmaterial: Es wird hochreines und ultrafeines Siliziumkarbidpulver verwendet.

Die Partikelgröße und Reinheit des Pulvers beeinflussen direkt die Porosität, Festigkeit und Wärmeleitfähigkeit des Endprodukts.

• Porenbildner: Spezifische Porenbildner werden zugesetzt, wie beispielsweise Stärke, polymere Mikrokügelchen usw.

Diese Substanzen zersetzen sich oder verdampfen während des anschließenden Sinterprozesses und hinterlassen vorgegebene Poren.

• Bindemittel: Eine geringe Menge an temporärem Bindemittel wird hinzugefügt, um das Pulver im Formgebungsstadium formbar zu machen.

2. Mischen und Homogenisieren

Siliciumcarbid-Pulver, Porenbildner und Bindemittel in genauen Proportionen mischen und durch Verfahren wie Kugelmahlen gründlich homogenisieren, um eine gleichmäßige Verteilung der Bestandteile sicherzustellen.

3. Formgebung

Dies ist ein entscheidender Schritt zur Ausbildung der Anfangsform des Zerstäuberkerns.

Gängige Methoden sind:

• Trockenpressformgebung: Das gemischte Pulver wird in die Form gefüllt und unter hohem Druck zu einer bestimmten Form (z. B. zylindrisch oder flockig) gepresst.
• Spritzgussformgebung: Die Mischung wird erhitzt und plastifiziert und anschließend in die Form eingespritzt, was sich zur Herstellung von Bauteilen mit komplexeren Formen eignet.
• Gießfolienherstellung: Die Mischung wird mit dem Lösungsmittel zu einer Aufschlämmung vermischt und anschließend mittels eines Schabers zu einer dünnen Folie geformt, die zur Herstellung flacher Heizfolien verwendet werden kann.

4. Sintern

Dies ist die entscheidende Verbindung im gesamten Prozess.

Die geformten Grünkörper werden in Hochtemperatur-Sinteröfen eingebracht und unter Schutz von Inertgasen wie Argon einer Hochtemperaturbehandlung unterzogen.

• Prozesszerlegung:
• Bindemittelauslaufphase: Die Temperatur wird langsam erhöht, damit das Bindemittel und der Porenbildner zerfallen und verdampfen können.
• Hochtemperatursinterstufe: Aufheizen auf über 1600 °C – 2000 °C, wodurch Siliziumkarbid-Partikel durch Festphasendiffusion oder Flüssigphasensintern verbunden werden und eine dichte, hochfeste dreidimensionale Netzwerkstruktur bilden.

Der Raum, der nach dem Verdampfen des porenbildenden Mittels übrig bleibt, bildet ein komplexes Netzwerk aus mikrometergroßen Poren.

Durch die genaue Steuerung der Sintertemperatur, der Sinterdauer und der Atmosphäre können Porosität, Porengröße und Verteilung des Endprodukts präzise reguliert werden.

5. Herstellung der Metallelektroden

Der gesinterte poröse Keramikkörper selbst ist nichtleitend und erfordert das Aufbringen oder Einbetten von Metallelektroden in bestimmten Bereichen.

Üblicherweise werden leitfähige Pasten wie Silberpaste oder Palladium-Silber-Paste durch Siebdruck oder Sprühen auf die Keramikoberfläche aufgebracht und anschließend durch eine zweite Sinterung (Niedertemperatursinterung) fest mit dem keramischen Substrat verbunden.

6. Nachbearbeitung und Prüfung

Die fertigen Produkte schneiden und reinigen, um Grate und Verunreinigungen zu entfernen.

Strenge Leistungstests durchführen, einschließlich Widerstandswert, Porosität, Porengrößenverteilung, optische Fehler usw., um sicherzustellen, dass die Leistung jedes Zerstäuberkerns konsistent ist.

7. Vorteil des porösen SiC-Keramik-Zerstäuberkerns:

• Chemische Inertheit: Siliziumkarbid weist eine hervorragende chemische Stabilität auf und reagiert nicht mit der überwiegenden Mehrzahl der Flüssigkeiten.
• Hochtemperatur-Oxidationsbeständigkeit: Es verfügt über eine starke Oxidationsbeständigkeit in Hochtemperatur-Betriebsumgebungen, altert kaum und weist einen langsamen Leistungsabbau auf.
• Hohe mechanische Festigkeit: Das gesinterte Siliziumkarbid-Keramikmaterial weist eine feste Struktur auf, ist verschleißfest und hat in der Regel eine längere Lebensdauer als herkömmliche Wattekernspulen.

Technische Spezifikationen

Der keramische Verdampferkern weist im Vergleich zu herkömmlichen Baumwollkern-Verdampfern folgende Unterschiede auf: