Wstęp

W ostatnim czasie ceramiczne przepusty kablowe, ze względu na wyjątkową odporność na szok termiczny i wytrzymałość mechaniczną w połączeniu z hermetycznością, zyskały dużą popularność w branżach, w których przeważają zastosowania hermetyczne. Branża elektryczna, a w szczególności jej sektor, zawdzięcza większość innowacji technologicznych, które dziś można zaobserwować i wykorzystać, właśnie ceramicznym przepustom kablowym. W dzisiejszym artykule dowiesz się więcej o ceramicznych przepustach kablowych, ich rodzajach, właściwościach, zastosowaniach oraz ich działaniu w warunkach hermetycznych lub izolacji elektrycznej. Omówimy również, jak można zintegrować ceramiczne przepusty kablowe z projektem produktu. Na koniec przedstawimy aktualne trendy na rynku międzynarodowym i wartość rynkową ceramicznych przepustów kablowych.

Czym są przepusty ceramiczne?

Przepusty ceramiczne to materiały ceramiczne, które umożliwiają przepływ wysokich prądów, wysokich napięć, sygnałów elektrycznych, gazów lub agresywnych substancji chemicznych z zewnętrznego źródła do lub z ich hermetycznie zamkniętej komory bez powodowania większych zakłóceń. Mówiąc o komorach hermetycznych, mamy na myśli po prostu komory szczelne gazowo lub próżniowo. Przepusty ceramiczne charakteryzują się wytrzymałością mechaniczną i wytrzymałością, co pozwala im efektywnie pracować w wysokich temperaturach i przy różnych rodzajach energii. Zastosowania przemysłowe wymagające bardzo dużej… wysoka hermetyczność wykorzystują ich trwałość i wytrzymałość, aby zapewnić izolację elektryczną i szczelność w produktach elektronicznych dużej mocy, rurach przewodowych, świecach zapłonowych, defibrylatorach, urządzeniach optoelektronicznych i maszynach.

Prawda jest taka, że niektóre urządzenia mogą działać bez zarzutu, gdy zostaną uszczelnione przed czynnikami środowiskowymi, takimi jak kurz, ale inne, zwłaszcza te o wysokiej wydajności, lepiej izolują elektrycznie, gdy uszczelni się wszelkie wycieki, które mogą umożliwić przenikanie powietrza, gazu lub substancji chemicznych. Uszczelnienia ceramika-metal można stosować w urządzeniach takich jak czujniki próżni i przetworniki ciśnienia, które wymagają precyzyjnej kontroli temperatury i warunków środowiskowych. Co ciekawe, stosowanie takich uszczelnień ceramika-metal, jak Ceramaseal, gwarantuje dodatkową warstwę ochrony i izolacji elektrycznej.

Ceramiczne izolatory przepustowe można wytwarzać przemysłowo z materiałów ceramicznych o wysokiej czystości i gęstości, takich jak tlenek glinu, azotek krzemu, tlenek cyrkonu, stal nierdzewna, a także z materiałów lutowniczych, takich jak miedź i stopy miedzi z srebrem.

Rodzaje przepustów ceramicznych

Na rynku dostępne są obecnie różne rodzaje przepustów ceramicznych, w zależności od ich przeznaczenia. Główne typy to:

1. Przepusty ceramiczne wysokiego napięcia:

Tego typu przepust ceramiczny można stosować w przypadku zastosowań wysokonapięciowych w zakresie od 20 woltów do około 1000 woltów.

2. Przepusty ceramiczne niskonapięciowe:

Ten typ najlepiej sprawdza się w zastosowaniach niskonapięciowych. Można go używać przy napięciu około 2 woltów.

3. Przepusty ceramiczne o dużym natężeniu prądu:

Ten rodzaj ceramicznego przepustu może wytrzymać wysokie prądy sięgające około 1000 amperów. Nie należy jednak stosować jednocześnie ceramicznych przepustów wysokoprądowych i przepustów wysokonapięciowych w projektach produktów, aby uniknąć komplikacji.

4. Przepusty radiowe (RF):

Te przepusty mogą wykrywać i przesyłać sygnały radiowe lub częstotliwości bez zakłóceń. Dzięki temu mogą być stosowane w aplikacjach wymagających nieprzerwanego przesyłu częstotliwości i sygnałów.

5. Przepusty chłodzone cieczą:

Tego typu przepust ceramiczny można stosować w radiatorach i urządzeniach elektronicznych dużej mocy, które wytwarzają dużo ciepła i wymagają szybkiego rozprowadzania lub rozpraszania ciepła.

6. Przepusty niskotemperaturowe:

Jak sama nazwa wskazuje, te ceramiczne przepusty zostały zaprojektowane specjalnie do zastosowań wymagających niskich temperatur. Można je również nazwać przepustami kriogenicznymi.

7. Hermetyczna subminiaturowa typu D:

Ten ceramiczny przepust to specjalny rodzaj złącza typu D, subminiaturowego, który najlepiej sprawdza się w warunkach hermetycznych, takich jak szczelnie zamknięte systemy próżniowe i pompy ciśnieniowe. Te ceramika-metalowe uszczelnienia są bardzo wydajne i niezawodne. Złącze typu D można stosować w sektorach takich jak metalurgia, lotnictwo, obronność i medycyna.

Inne rodzaje przepustów ceramicznych, które można stosować w projektach swoich produktów, to: przepusty sygnałowe niskiego poziomu, przepusty wysokociśnieniowe, przepusty jednopinowe, kołnierze płaskie itp.

Właściwości przepustów ceramicznych

Przepusty ceramiczne Mają niesamowite właściwości, które ułatwiają ich wykorzystanie w wielu aplikacjach. Oto niektóre z nich:

• Wysoka odporność na działanie wysoce reaktywnych substancji chemicznych, co pomaga chronić uszczelnienia ceramika-metal przed korozją.

• Wysoka wytrzymałość na ściskanie i twardość, dzięki czemu są odporne na zużycie.

• Doskonałe izolatory elektryczne.

• Wyjątkowe przewodniki ciepła i rozpraszacze ciepła, posiadające przewodność cieplną około 30 W/mk

• Zdolność do wytrzymywania wysokich temperatur przy jednoczesnym zachowaniu stabilności.

• Wytrzymałość mechaniczna zwiększona dzięki niskiej porowatości mniejszej niż 0,5%

• Posiada gęstość około 3,95 g/cm³

• Wysoka wytrzymałość na pękanie sprawia, że są mniej podatne na pękanie pod wpływem naprężeń mechanicznych lub rozciągania.

• Posiada stałą dielektryczną mieszczącą się w przedziale 9-11.

Zastosowania przepustów ceramicznych

Przepusty ceramiczne mają obecnie szerokie zastosowanie w wielu sektorach i gałęziach przemysłu. Oto niektóre z nich:

1. Produkcja półprzewodników:

Przy użyciu przepustów ceramicznych można wytwarzać półprzewodniki, komory próżniowe i przetwarzać plazmę.

2. Przemysł lotniczy i kosmiczny:

Uszczelnienia ceramiczno-metalowe można stosować do produkcji czujników do systemów komunikacji satelitarnej, przetworników ciśnienia do statków kosmicznych i innych układów napędowych.

3. Medycyna:

Ze względu na wysoką hermetyczność przepustów ceramicznych można je stosować przy produkcji i powlekaniu urządzeń medycznych, takich jak aparaty rentgenowskie, wszczepialne rozruszniki serca i defibrylatory.

4. Przesyłanie sygnałów i izolacja elektryczna:

Ceramiczne przepusty można stosować w nowych źródłach energii do przesyłania sygnałów o dużej mocy przez różne systemy komunikacyjne, takie jak podmorskie i geotermalne źródła energii, zachowując jednocześnie ścisłą izolację elektryczną. Dzieje się tak, ponieważ ceramiczne przepusty zapewniają bardzo szczelne zamknięcie, co z kolei stanowi barierę dla przewodzenia prądu, eliminuje zwarcia i izoluje całą komorę od środowiska zewnętrznego.

5. Ustawienia wysokiej temperatury:

Możesz komfortowo stosować przepusty ceramiczne w zastosowaniach wymagających bardzo wysokich temperatur, mając pewność, że nadal będą działać optymalnie. Zastanawiasz się dlaczego? Po prostu dlatego, że te ceramiczne uszczelki charakteryzują się wytrzymałością mechaniczną, wysoką przewodnością cieplną i wytrzymałą konstrukcją, która wytrzymuje intensywne ciepło i nadal służy jako dobre złącze. Przykładem są świece zapłonowe stosowane obecnie w samochodach.

Przepusty ceramiczne do zastosowań hermetycznych lub izolacji elektrycznej

Hermetyczność (szczelność powietrzną) w warunkach wysokiej próżni i pokrewnych zastosowaniach można osiągnąć dzięki wykorzystaniu tego niezwykle ważnego materiału, zwanego „ceramicznymi przepustami”. Powód jest prosty: ceramiczne przepusty są projektowane głównie z myślą o wytrzymywaniu bardzo wysokich temperatur i pełnią funkcję szczelnego kanału dla dopływu i odpływu sygnałów, napięć i prądów. W rzeczywistości to nie wszystko, dzięki powłokom ceramiczno-metalowym (pochodzącym z… bezczelne techniki), przepusty ceramiczne skutecznie zapobiegają zwarciom elektrycznym poprzez właściwą izolację prądu pomiędzy środowiskiem zewnętrznym i wewnętrznym.

Przyjrzyjmy się na przykład, jak działa świeca zapłonowa: wykorzystuje ceramiczne izolatory przepustowe o wysokiej wytrzymałości dielektrycznej, które izolują elektrycznie elektrodę centralną i uziemioną metalową osłonę. Umożliwia to powstanie iskry w komorze spalania po przeniesieniu wysokiego napięcia między elektrodą centralną a uziemioną metalową osłoną. Ta iskra napędza silnik po zmieszaniu mieszanki paliwowo-powietrznej. Pamiętajmy, że wszystkie te systematyczne procesy i izolacja elektryczna zachodzą w hermetycznie zamkniętej komorze, pod wpływem intensywnego ciepła i naprężeń mechanicznych, ale zauważymy, że świeca zapłonowa nie kruszy się pod wpływem ciśnienia ani awarii dzięki wytrzymałości mechanicznej i przewodności cieplnej ceramicznych izolatorów przepustowych.

Przepusty ceramiczne to rzeczywiście bardzo niezawodne i trwałe materiały, ponieważ charakteryzują się wytrzymałością mechaniczną, elastycznością i wszystkim, czego potrzeba, aby wytrzymać trudne warunki środowiskowe, zapewniając hermetyczne uszczelnienie komór i izolację elektryczną. Jak widać, hermetyczność i izolacja elektryczna są przydatne w różnych zastosowaniach przemysłowych, od przemysłu lotniczego i medycznego po elektryczny i motoryzacyjny.

Aktualne trendy rynkowe i wartość rynkowa przepustów ceramicznych

Międzynarodowy rynek przepustów ceramicznych jest obecnie bardzo duży ze względu na rosnący globalny popyt i powszechne stosowanie tych materiałów. Jeśli jesteś inwestorem, z pewnością zainteresuje Cię informacja, że w 2023 roku rynek osiągnął szczyt na poziomie około 14 biliardów (TP4T) i 348,5 miliona dolarów (TP4T), przy wysokiej skumulowanej rocznej stopie wzrostu (CAGR) wynoszącej ponad 8,651 biliardów (TP3T), a następnie gwałtownie wzrósł do imponującego poziomu 14,3 miliarda dolarów (TP4T) w 2024 roku. Ostatnio ekonomiści spekulują, że do 2032 roku można spodziewać się wartości rynku na poziomie około 14 biliardów (TP4T) i 18 miliardów dolarów (TP4T).

Tutaj w Ceramika GGSOferujemy również bogatą gamę wysokiej jakości i niedrogich uszczelek ceramicznych oraz przepustów ceramicznych wykonanych z doskonałych materiałów, odpornych na wysokie temperatury i umożliwiających wykonywanie wielu operacji. Zachęcamy do składania zamówień, a z przyjemnością zaspokoimy wszelkie Państwa oczekiwania.

Często zadawane pytania

Jaka jest różnica pomiędzy sprężarką hermetyczną i półhermetyczną?

W przypadku sprężarki półhermetycznej zauważysz uszczelnioną obudowę, która chroni silnik i sprężarkę przed czynnikami zewnętrznymi, podczas gdy sprężarka hermetyczna nie posiada tej ochrony.

Jaka jest różnica między pakietami hermetycznymi i niehermetycznymi

Jeśli zależy Ci na długowieczności nawet w niesprzyjających warunkach, a także chcesz uzyskać bardzo wysoki poziom wydajności i efektywności, to hermetyczne pakiety, takie jak pompy próżniowe i przetworniki ciśnienia, mogą Ci to zapewnić, podczas gdy w zastosowaniach o mniejszych wymaganiach operacyjnych i niezawodności zazwyczaj stosuje się pakiety niehermetyczne

Czym jest złącze przepustowe?

Złącze przepustowe, zachowując izolację elektryczną, umożliwia przepływ sygnałów i zasilania przez płytkę drukowaną.

Gdzie mogę kupić wydajne i niedrogie przepusty hermetyczne?

Możesz kupić wysokiej jakości i niedrogie hermetyczne przepusty od najlepszych firm, takich jak  Ceramika GGS.

Wniosek

Ceramiczne przepusty stają się przełomowym rozwiązaniem w dziedzinie hermetycznych uszczelnień. To idealne połączenie zaawansowanej ceramiki i metali (uszczelnienia ceramika-metal) w hermetycznych próżniach nie pozostawia żadnych zmartwień w wybranych zastosowaniach, ponieważ nawet w niesprzyjających warunkach, przepusty te posiadają solidne właściwości mechaniczne, gwarantujące doskonałą wydajność. Ceramiczne przepusty mogą zdziałać niemal wszystko – koniecznie je wypróbuj!