Bakgrund När konstruktörer en tätning för feedthroughs och andra elektriska kontakter, finns fyra generella klasser av material utvärderas. Vid den lägre delen, kan en enkel epoxi eller lim räcker. Alternativt kan en mekanisk tätning med en elastomer o-ring ger en något mer robust lösning. För mer krävande applikationer, glas tätningar är effektivt för att förhindra läckage under svåra förändringar i temperatur, tryck och fuktighet. Högpresterande keramisk tätning för elektriska Appl IKATION Den högsta prestandan elektriska täta system använder keramik för exceptionell motståndskraft mot termiska och mekaniska stötar, samt korrosion. Emellertid kommer den överlägsna prestandan av keramiska kontra glas till en kostnad. Det keramiska materialet är vanligtvis dyrare än glas och keramik-mot-metall tätningar kräver mer sofistikerad teknik och mer komplexa tillverkningsprocesser. Applikationer där keramiska tätningar är Rekom slutade Därför Alberox Products verksamhet Morgan avancerade keramiska (MAC) , världsledande inom tillverkning av keramiska-mot-metall församlingar rekommenderar användning av keramiska tätningar i situationer där glas sälar inte uppfyller krav prestandakraven i en ansökan. Till exempel: hög motståndskraft mot termiska och mekaniska stötar är nödvändigt för många rymdanvändning; exceptionell korrosionsbeständighet och biokompatibilitet krävs av medicinska implantat enheter, och överlägsen dielektriska egenskaper är avgörande för hög spänning och hög ström applikationer laser. Fördelar med Keramik -To-Metal tätningar Keramik-mot-metall sälar har ett antal egenskaper som möjliggör en mer robust, tålig hermetisk tätning och bättre elektrisk isolering än glas-mot-metall sälar. Alberox Produkter konstruerar tätningar i första hand med 95% aluminiumoxid ( AL-500 ® ), 97,6 % aluminiumoxid ( AL-300 ® ) och 99,5% aluminiumoxid ( AL-995 ® ), samt 100% ren safir och rubin. Den polykristallina aluminiumoxid material, såsom AL-995 , gynnas i applikationer som kräver en bra kylfläns. Sapphire och Ruby är enda kristall formuleringar som används för vissa medicinska implantat och andra hög renhet applikationer. Alberox produkter också gör keramik-mot-metall församlingar som består av aluminium bornitrid , Zirconia , kiselkarbid och Kiselnitrid . Hermetiska Keramik-to-Metal tätningar Rätt utformade keramik-mot-metall sälar kan hålla hermeticity i olika svåra förhållanden såsom hög och låg (kryogena) temperatur, frätande, högt tryck och hög miljöer vakuum. Branschstandard läckage för keramiska-mot-metall tätningar är 5x10 -9 cc / sek, som testats av Helium masspektrometer tätkontroll, som representerar minst en storleksordning lägre läckage (bättre täthet) än det bästa glaset sälar . Termisk Fördelar med Keramik-to-Metal tätningar Keramik-mot-metall tätningar inte bara förblir stabila vid extremt höga och låga temperaturer, men de klarar svåra termisk chock och upprepad termisk cykling. Keramiska fungerar som en utmärkt elektrisk isolator vid mycket höga temperaturer, till skillnad från glas, bedriver som mer el vid förhöjda temperaturer. Mekanisk hållfasthet Fördelar med Keramik-to-Metal tätningar En annan fördel med keramiska-mot-metall tätningar är deras hög mekanisk hållfasthet. Jämfört med glas, keramik är mindre benägna att spricka när det utsätts för höga vibrationer och höga g-belastning. Ett ytterligare problem för glas är tendensen att en menisk bildas på ytan, vilket leder till små bitar bryta - en uppenbarligen oönskad situation för medicinskt implantat och övriga tillämpningar där orenheter och föroreningar är problematiska. Keramik är också mer korrosionsbeständig än glas, både sura och basiska miljöer. Fördelar med lödning Keramik-to-Metal tätningar Keramik-mot-metall tätningar anställa lödning att ansluta sig till keramik och metall-komponenter. Den lödning Processen ger ett starkt band och en utmärkt tätning. Lödning fungerar bra med metaller och legeringar som glas inte bond bra. Till exempel är det svårt att knyta glas till koppar, som är önskvärd för dess elektriska ledningsförmåga, eller nickel, som är gynnade för sin överlägsna temperaturtålighet. Keramik-mot-metall tätningar bond väl till koppar och Cu legeringar (CuNi) och nickel och Ni legeringar (t.ex. Monel ®, Alumel ®, Nial ®). Förekomsten av lödning metall mellan oädel metall och keramiska substrat står också för en ökad robusthet i systemet, jämfört med glas sälar. Den lödning Materialet är mer flexibel än den keramiska, absorberar vissa mekaniska stötar och hjälper till att minska eventuella obalans mellan den termiska expansionen av keramik och oädel metall. Däremot är det relativt stela och sprött glas tätningar placeras i direkt kontakt med metallsubstrat utan till förmån för någon interstitiell lödning material. Typiska användningsområden Implanterbara Elektroniska enheter Keramik-mot-metall församlingar spela en avgörande roll i implanterbara elektroniska enheter. I fyrtiofem år sedan den första pacemaker framgångsrikt implanteras i USA har forskare och läkare skapat ett brett utbud av implanterbar elektronisk utrustning, inklusive defibrillatorer, cochleaimplantat och neurostimulators. Till exempel är medicintekniska företag tester neurostimulators att pulsen olika nerver för att behandla särskilda medicinska tillstånd: det hypoglossus nerven för att behandla sömnapné, sakralnerven att behandla tarm sjukdomar, magen för att behandla fetma, thalamus att behandla epilepsi, vagusnerven för att behandla kronisk depression och andra regioner i djupa hjärnan för att behandla migrän och tvångssyndrom. Dessa enheter blir alltmer beroende av komponenter att använda keramik, inklusive feedthroughs som gör att el att passera in eller ut från den implanterade enheten för att känna vad som händer i kroppen och / eller att administrera en elektrisk laddning när det behövs. En feedthrough kan också användas för att administrera läkemedel till patienten. Den keramiska substrat feedthrough fungerar som en isolator, elektroniskt isolera stiften från varandra. Feedthroughs för implantat måste vara hermetisk, med ett tätt tätning runt varje stift. En hårdlöda material, vanligtvis 99,99% guld, används för att ansluta varje metall stift till keramiska isolatorer. För att säkerställa att hårdlöda materialet fastnar ordentligt, Morgan avancerade keramiska använder en process som kallas "sputtring", där ytan på keramik är förberedd för lödning genom tillämpning av en tunn film av biokompatibla metall, via fysisk förångningsdeposition (PVD). Utvecklare av nya och förbättrade medicintekniska produkter för implantation efterfrågan ständigt mindre och mer komplexa komponenter. Till exempel Alberox Products har skapat en en-tums diameter keramiskt foder-thru för applikationer drug delivery som rymmer 104 olika stift. Spänningar passerar varje stift aktiverar olika kombinationer av växlar, och som en följd av detta kan fler eller mer komplex kombination av läkemedel ges vid varje given tidpunkt. Rymdanvändning Keramik-mot-metall församlingar är också perfekt för rymden, tack vare sin förmåga att tåla höga temperaturer, vibrationer och mekaniska stötar som normalt återfinns i flygmotorer och andra höga platser stress. Keramik är vanligt förekommande i tätningar för gasturbinmotorer termoelement, bränsleelementen linje och brandlarmssystem uppsägningar system. Förbereda keramiska ytor vid lödning För att förbereda den keramiska vid lödning, måste ytan vara metalliserade. Alberox produkter främst sysselsätter två olika metallisering tekniker. En refraktär metallisering metod är tillämplig en speciellt formulerad, patentskyddad molybden-mangan-baserat bläck som skapar en metallbeläggning som kan förnicklad. En alternativ metod är att skapa en tunn film av ett sputtring teknik, som beskrivs ovan. Denna metod används främst för guld och andra biokompatibla metaller. Säkerställa produktkvalitet Konsekvens Alla komponenter i keramiska-mot-metall monteringen måste noggrant matchas och väl integrerade. Ett diversifierat företag, som Morgan avancerade keramer , kan garantera kvalitet och konsistens genom internt sourcing keramik, legeringar och lödning material och genom att på detta breda expertis att tillhandahålla integrerade, komplett församlingar, fullt testad och med total material spårbarhet. |