Mukautettu Berylliumoksidipata (BeO) keraaminen teline berylliumoksidikruusuihin

Viime vuosina Japanin, Yhdysvaltojen ja Euroopan kilpailullisen tutkimuksen ansiosta keraamisten materiaalien teknologia on kehittynyt nopeasti. Koska keraamiset materiaalit ovat uusi rakennemateriaalien tyyppi, joka sopeutuu monenlaisiin ympäristöihin, ne ovat siirtyneet käytännön sovellusten vaiheeseen.

Berylliumoksidi-keramiikkakruidin ominaisuudet voidaan jakaa lämpöominaisuuksiin, sähköisiin ominaisuuksiin, ydinosiin, mekaanisiin ominaisuuksiin ja kemiallisiin ominaisuuksiin. Elektroniikassa berylliumoksidi-keramiikan suorituskyvyn arviointiin käytetyt yleiset parametrit sisältävät tiheyden, ilmantiiviysasteen, nesteen läpäisevyyden, taivutuslujuuden, lämpöshokkikestävyyden, pituuden lämpölaajenemiskertoimen, lämmönjohtavuuden, dielektrisen vakion, tilavuusresistiviteetin, läpilyöntilujuuden sekä hapettomien ja emäksisten kemiallisten olosuhteiden kestävyyden.

Berylliumoksidi-keramiikkaruutu on eräänlainen suorituskykyinen rakennekeramiikka, jolla on korkea lämmönjohtavuus, korkea sulamispiste, korkea lujuus, erinomainen eristyskyky, korkea kemiallinen ja lämpötilan kestävyys, alhainen dielektrisyysvakio, alhainen dielektrinen häviö sekä hyvä prosessiin sopeutuvuus. Sitä käytetään laajalti erikoismetallurgiassa, tyhjiöelektroniikassa, ydinteknologiassa, mikroelektroniikassa ja optoelektroniikassa.

BeO-keramiikkaruudun lämpöominaisuudet: Johteissa lämmönjohtavuus määräytyy pääasiassa vapaista elektroneista.

Johteilla on yleensä korkea lämmönjohtavuus, mutta huono eristyskyky.

Useimmissa keramiikoissa lämmönjohtavuus riippuu pääasiassa atomien, ionien tai molekyylien lämpöväreistä, mikä johtaa huonoon lämmönjohtavuuteen, mutta hyvään eristykseen. Vain sellaiset materiaalit kuin berylliumoksidi (BeO) -keramiikkaruutu johtavat lämpöä fononien kautta, mikä mahdollistaa sekä korkean lämmönjohtavuuden että korkean eristyskyvyn.

BeO-keramiikkaruukun lämmönjohtavuus on korkein kaikkien käytännöllisten keramiikka-aineiden joukossa, noin 6–7-kertainen verrattuna tiiviiseen Al2O3:een ja 3-kertainen MgO:hen. Puhdistuvuudeltaan yli 99 %:n ja tiheydeltään yli 99 %:n BeO-keramiikalla huoneenlämmössä saavutetaan jopa 310 W/(m·K) lämmönjohtavuus.
Yleensä BeO-keramiikan lämmönjohtavuus riippuu pääasiassa aineen puhtaudesta ja tiheydestä: mitä korkeampi puhtaus ja tiheys, sitä parempi lämmönjohtavuus.
Vertauna alumiinioksidikeramiikkaan, berylliumoksidi-keramiikkaruuvit omaavat korkeamman lämmönjohtavuuden, mikä mahdollistaa tehokkaan ja ajallisesti nopean lämmön poistumisen suuritehoisissa laitteissa. Tämä mahdollistaa laitteiden kestää korkeampaa jatkuvaa aaltomuotoista lähtötehoa, varmistaen näin niiden vakautta ja luotettavuutta. Siksi niitä käytetään laajalti myös laajakaistaisissa suuritehoisissa elektronisissa tyhjölaitteissa, kuten matkivien aaltojen putkien teholäpiviesteissä, tukisauvoissa ja paineenalaisissa kerääjissä.

Berylliumoksidi-ruuvin laajat sovellusalueet

Berylliumoksidi (BeO) on laajalti käytetty materiaali ilmailussa, voimatekniikassa, optoelektroniikassa ja ydinvoimateollisuudessa. Se on erityisesti suositeltava valinta sovelluksiin, joissa vaaditaan korkeaa lämmönjohtavuutta suuritehoisissa laitteissa ja piireissä.

Korkea lämmönjohtavuus ja alhainen dielektrinen vakio ovat keskeisiä syitä, miksi BeO-keramiikkaa käytetään laajalti elektroniikkateollisuudessa. BeO-keramiikkakruikut ovat tällä hetkellä käytössä suorituskykyisissä, tehokkaissa mikroaaltopakkauksissa, korkeataajuus-elektronisten transistoripakkausten sekä korkean piiritiheyden monipiirikomponenteissa.

BeO-keramiikkakruikkuja käytetään myös laajalti laajakaistaisissa tehokkaissa elektronisissa tyhjiölaitteissa, kuten energiansiirtoväylissä, tukisauvoissa ja painotetuissa kerääjäelektrodeissa matotaalputoimilaitteissa (TWT). Alhainen dielektrinen vakio ja vähäinen häviö edesauttavat erinomaisia laajakaistaista sovitusta ja auttavat myös vähentämään tehohäviötä.

Tulenvästävänä materiaalina BeO-keramiikkaa voidaan käyttää tulenvästeiden tukisauvoina lämmityselementeissä, suojakilpinä, uunien sisustuksina, termopariputkina, suprajohtavina katodeina, lämpölämmitysalustoina ja pinnoitteina.

BeO-keramiikkatuotteet luokitellaan myös refraktorimateriaaleiksi. BeO-uunipanuja voidaan käyttää harvinaisten ja kultametallien sulattamiseen, erityisesti tilanteissa, joissa vaaditaan korkeanpuhtaita metalleja tai seoksia. Näiden uunipanujen käyttölämpötila voi saavuttaa 2000 °C. Korkean sulamispisteen (noin 2550 °C), korkean kemiallisen stabiiliuden (emäksinen kestävyys), lämpötilastabiiliuden ja puhtauden vuoksi BeO-keramiikkaa voidaan käyttää myös uraanin ja plutoniumin sulattamiseen.

Lisäksi näitä BeO-uunipanuja on käytetty menestyksekkäästi hopean, kullan ja platinan standardinäytteiden valmistuksessa. BeO:n korkea 'läpinäkyvyys' sähkömagneettiselle säteilylle mahdollistaa metallien sulattamisen näissä uunipanuissa induktiolämmityksellä.

Tekniset tiedot