Introduction

Récemment, les traversées céramiques, grâce à leur exceptionnelle résistance aux chocs thermiques et à leur résistance mécanique en termes d'herméticité, sont devenues très populaires dans les industries qui utilisent davantage d'applications étanches à l'air. L'industrie électrique, en particulier, doit la majorité des innovations technologiques actuelles aux traversées céramiques. Dans cet article, vous en apprendrez plus sur les traversées céramiques, leurs types, leurs propriétés, leurs applications et leur fonctionnement en isolation hermétique ou électrique. Nous aborderons également la manière d'intégrer les traversées céramiques à la conception de vos produits. Enfin, vous découvrirez les tendances actuelles du marché international et la valeur marchande des traversées céramiques.

Que sont les traversées en céramique ?

Les traversées en céramique sont des matériaux céramiques qui permettent aux courants et tensions élevés, aux signaux électriques, aux gaz ou aux produits chimiques agressifs provenant d'une source externe de circuler dans leur chambre hermétiquement fermée sans provoquer d'interférence majeure. Par chambres hermétiques, on entend simplement des chambres étanches au gaz ou au vide. Les traversées en céramique sont reconnues pour leur résistance mécanique et leur robustesse, nécessaires à un fonctionnement efficace à des températures élevées et sous différents types d'énergie. Applications industrielles exigeantes haute herméticité ils utilisent leur durabilité et leur robustesse pour assurer l'isolation électrique et l'étanchéité à l'air des produits électroniques de haute puissance, des conduits, des bougies d'allumage, des défibrillateurs, de l'optoélectronique et des machines.

En réalité, si certains appareils fonctionnent parfaitement lorsqu'ils sont isolés des facteurs environnementaux comme la poussière, d'autres, notamment les appareils haute performance, offrent une meilleure isolation électrique lorsqu'ils sont isolés de toute fuite d'air, de gaz ou de produits chimiques. Vous pouvez utiliser des joints céramique-métal dans des appareils tels que les capteurs de vide et les transducteurs de pression qui nécessitent un contrôle précis de la température et de l'environnement. Il est intéressant de noter que l'utilisation de joints céramique-métal comme Ceramaseal garantit une couche de protection et d'isolation électrique supplémentaire.

Vous pouvez fabriquer des isolateurs de traversée en céramique de manière industrielle à partir de matériaux céramiques de haute pureté et de haute densité comme l'alumine, le nitrure de silicium, la zircone, l'acier inoxydable et des matériaux de brasure comme le cuivre et les alliages argent-cuivre.

Types de traversées en céramique

Il existe aujourd'hui sur le marché différents types de traversées céramiques, selon leur utilisation. Les principaux types sont :

1. Traversées céramiques haute tension :

Vous pouvez utiliser ce type de traversée en céramique pour les opérations à haute tension comprises entre 20 volts et environ 1 000 volts.

2. Traversées céramiques basse tension :

Ce type de transformateur est idéal pour les opérations à basse tension. Il peut être utilisé à environ 2 volts.

3. Traversées céramiques à courant élevé :

Cette qualité de traversée céramique peut supporter des courants élevés atteignant environ 1 000 ampères. Cependant, il est déconseillé d'utiliser simultanément des traversées céramiques à courant élevé et des traversées haute tension dans vos produits afin d'éviter toute complication.

4. Traversées de radiofréquence (RF) :

Ces traversées peuvent détecter et transférer des signaux radio ou des fréquences sans interférence. Elles peuvent donc être utilisées dans les applications exigeant un transfert ininterrompu de fréquences et de signaux.

5. Traversées refroidies par eau :

Vous pouvez utiliser ce type de traversée en céramique dans les dissipateurs thermiques et les composants électroniques haute puissance qui produisent beaucoup de chaleur et nécessitent une distribution ou une dissipation rapide de la chaleur.

6. Traversées basse température :

Comme leur nom l'indique, ces traversées en céramique sont spécialement conçues pour les applications nécessitant de basses températures. On les appelle également traversées cryogéniques.

7. Subminiature hermétique de type D :

Ce connecteur traversant en céramique est un type spécial de connecteur de type D, subminiature, qui fonctionne parfaitement dans des environnements hermétiques comme les vides et les pompes à pression. Ces joints céramique-métal sont très efficaces et fiables. Ce connecteur de type D est utilisable dans des secteurs comme la métallurgie, l'aérospatiale, la défense et la médecine.

D'autres types de traversées en céramique que vous pouvez utiliser pour vos conceptions de produits incluent : les traversées de signaux de bas niveau, les traversées haute pression, les traversées à broche unique, les brides conflat, etc.

Propriétés des traversées en céramique

Traversées en céramique Ils possèdent des qualités exceptionnelles qui facilitent leur utilisation dans de nombreuses applications. Parmi ces propriétés, on trouve :

• Forte résistance aux produits chimiques hautement réactifs, ce qui contribue à protéger les joints céramique-métal de la corrosion.

• Haute résistance à la compression et dureté, ce qui les rend résistants à l'usure.

• Excellents isolants électriques.

• Conducteurs thermiques et dissipateurs de chaleur exceptionnels, possédant une conductivité thermique d'environ 30 W/mk

• Capacité à résister à des températures élevées tout en conservant leur stabilité.

• Résistance mécanique renforcée par une faible porosité inférieure à 0,5%

• Il possède une densité d'environ 3,95 g/cm³

• Haute ténacité à la rupture, ce qui les rend moins susceptibles de se fissurer facilement sous contrainte ou tension mécanique.

• A une constante diélectrique comprise entre 9 et 11.

Applications des traversées en céramique

Les traversées en céramique ont aujourd'hui une large gamme d'applications dans de nombreux secteurs et industries, dont :

1. Fabrication de semi-conducteurs :

Vous pouvez fabriquer des semi-conducteurs, des chambres à vide et traiter du plasma à l'aide de traversées en céramique.

2. Industrie aérospatiale :

Vous pouvez utiliser des joints céramique-métal pour fabriquer des capteurs pour les systèmes de communication par satellite, des transducteurs de pression pour les engins spatiaux et d'autres systèmes de propulsion.

3. Médecine:

En raison de la haute herméticité des traversées en céramique, vous pouvez les utiliser dans la fabrication et le revêtement de dispositifs médicaux tels que les appareils à rayons X, les stimulateurs cardiaques implantables et les défibrillateurs.

4. Transmission de signaux et isolation électrique :

Les traversées céramiques peuvent être utilisées dans les nouvelles énergies pour transmettre des signaux de forte puissance via différents systèmes de communication, comme l'exploration sous-marine et géothermique, tout en maintenant une isolation électrique rigoureuse. En effet, les traversées céramiques assurent une étanchéité parfaite, ce qui constitue une barrière à la conduction électrique, élimine les courts-circuits et isole l'ensemble de la chambre de l'environnement extérieur.

5. Paramètres de température élevée :

Vous pouvez utiliser des traversées en céramique sans problème dans des applications nécessitant des températures très élevées, tout en étant assuré de leur fonctionnement optimal. Pourquoi ? Simplement parce que ces joints en céramique présentent une résistance mécanique, une conductivité thermique élevée et une composition robuste qui leur permettent de résister à une chaleur intense tout en offrant un excellent connecteur. Les bougies d'allumage utilisées aujourd'hui dans les automobiles en sont un exemple.

Traversées en céramique pour applications hermétiques ou d'isolation électrique

L'herméticité (étanchéité à l'air) dans les environnements à vide poussé et les applications associées peut être obtenue grâce à ce matériau essentiel appelé « traversées céramiques ». La raison est simple : les traversées céramiques sont principalement conçues pour résister à des températures très élevées et constituent un canal étanche pour l'entrée et la sortie des signaux, tensions et courants. En réalité, ce n'est pas tout, grâce aux revêtements céramique-métal (issus de techniques effrontées), les traversées en céramique arrêtent efficacement les courts-circuits électriques en isolant correctement l'électricité entre l'environnement externe et interne.

Prenons l'exemple d'une bougie d'allumage : elle utilise des isolants traversants en céramique à haute rigidité diélectrique pour isoler électriquement l'électrode centrale et la calotte métallique mise à la terre. Cela permet de créer une étincelle dans la chambre de combustion après transmission d'une haute tension entre l'électrode centrale et la calotte métallique mise à la terre. Cette étincelle alimente le moteur après le mélange air-carburant. Rappelons que tous ces processus systématiques et cette isolation électrique se déroulent dans une chambre hermétiquement close, soumise à une chaleur intense et à des contraintes mécaniques. Vous remarquerez cependant que la bougie d'allumage ne s'effrite pas sous la pression et ne présente aucun dysfonctionnement grâce à la résistance mécanique et à la conductivité thermique des isolants traversants en céramique.

Les traversées céramiques sont des matériaux très fiables et durables, car elles offrent une résistance mécanique et une flexibilité exceptionnelles, ainsi que les caractéristiques nécessaires pour résister aux environnements difficiles, et offrent des chambres hermétiques et une isolation électrique optimale. Comme vous l'avez constaté, l'herméticité et l'isolation électrique sont utiles pour diverses applications industrielles, de l'aérospatiale et de la médecine à l'industrie électrique et automobile.

Tendances actuelles du marché et valeur marchande des traversées en céramique

Le marché international des traversées en céramique est actuellement très important en raison de la demande mondiale croissante et de l'utilisation généralisée de ces matériaux. Si vous êtes investisseur, sachez qu'en 2023, le marché a atteint un pic d'environ 1 488,5 millions de tonnes métriques (TP4T), avec un taux de croissance annuel composé (TCAC) de plus de 8 651 TP3T, puis a atteint le chiffre impressionnant de 1 448,3 milliards de tonnes métriques (TP4T) en 2024. Récemment, des économistes ont estimé que la valeur du marché devrait atteindre environ 1 448,1 milliards de tonnes métriques (TP4T) d'ici 2032.

Ici à GGSCéramiquesNous proposons également une large gamme de joints et de traversées céramiques de haute qualité et abordables, fabriqués à partir d'excellents matériaux résistants aux températures élevées et capables de réaliser de nombreuses opérations. N'hésitez pas à nous passer commande ; nous serons ravis de satisfaire toutes vos envies.

Questions fréquemment posées

Quelle est la différence entre un compresseur hermétique et semi-hermétique ?

Dans un compresseur semi-hermétique, vous remarquerez une coque scellée qui protège le moteur et le compresseur de l'environnement, tandis qu'un compresseur hermétique n'a pas cette protection.

Quelle est la différence entre les emballages hermétiques et non hermétiques

Si vous souhaitez une longévité même dans des environnements défavorables, et que vous souhaitez également obtenir des niveaux de performance et d'efficacité très élevés, alors les packages hermétiques comme les pompes à vide et les transducteurs de pression peuvent vous fournir cela, tandis que les applications avec des exigences opérationnelles et une fiabilité moindres utilisent généralement des packages non hermétiques.

Qu'est-ce qu'un connecteur traversant ?

Un connecteur traversant, tout en maintenant l'isolation électrique, permet aux signaux et à l'alimentation de traverser une carte de circuit imprimé.

Où puis-je acheter des traversées hermétiques efficaces et abordables ?

Vous pouvez acheter des traversées hermétiques de qualité et abordables auprès de grandes entreprises telles que  GGSCéramiques.

Conclusion

Les traversées en céramique révolutionnent l'étanchéité. Cette combinaison parfaite de céramiques et de métaux avancés (joints céramique-métal) dans des vides hermétiques vous libère de tout souci, quelles que soient les applications choisies. Même dans des conditions défavorables, elles conservent les propriétés mécaniques robustes nécessaires à d'excellentes performances. Les traversées en céramique sont polyvalentes ; essayez-les !