Introdução

Recentemente, as passagens de cerâmica, devido à sua excepcional resistência ao choque térmico e resistência mecânica em condições herméticas, tornaram-se muito populares em indústrias que lidam mais com aplicações herméticas. A indústria elétrica, em especial, deve a maior parte das inovações tecnológicas que vemos e usamos hoje às passagens de cerâmica. No artigo de hoje, você aprenderá mais sobre passagens de cerâmica, seus tipos, propriedades, aplicações e como funcionam em isolamento hermético ou elétrico. Também discutiremos como você pode integrar passagens de cerâmica ao projeto do seu produto. Por fim, você verá a tendência atual do mercado internacional e o valor de mercado das passagens de cerâmica.

O que são condutores cerâmicos?

Passagens cerâmicas são materiais cerâmicos que permitem que altas correntes, altas tensões, sinais elétricos, gases ou produtos químicos agressivos de uma fonte externa fluam para dentro ou para fora de sua câmara hermeticamente selada sem causar qualquer interferência significativa. Quando dizemos câmaras herméticas, queremos dizer simplesmente câmaras com vedação a gás ou vácuo. Passagens cerâmicas são conhecidas por possuírem resistência mecânica e tenacidade para trabalhar eficazmente sob temperaturas intensas e diferentes tipos de energia. Aplicações industriais que exigem muito alta hermeticidade usam sua durabilidade e resistência para fornecer isolamento elétrico e estanqueidade para produtos eletrônicos de alta potência, tubos de conduíte, velas de ignição, desfibriladores, optoeletrônicos e máquinas.

A verdade é que, embora alguns dispositivos possam funcionar perfeitamente quando selados contra fatores ambientais como poeira, outros, especialmente os de alto desempenho, apresentam melhor desempenho em isolamento elétrico quando selados contra qualquer tipo de vazamento que permita a penetração de ar, gás ou produtos químicos. Você pode usar vedações cerâmica-metal em dispositivos como sensores de vácuo e transdutores de pressão que exigem controle preciso de temperatura e ambiente. Curiosamente, você garante uma camada extra de proteção e isolamento elétrico ao usar vedações cerâmica-metal como o Ceramaseal.

Você pode fabricar isoladores de passagem de cerâmica industrialmente a partir de materiais cerâmicos de alta pureza e alta densidade, como alumina, nitreto de silício, zircônia, aço inoxidável e materiais de brasagem, como cobre e ligas de prata-cobre.

Tipos de passagens de cerâmica

Existem vários tipos de condutores cerâmicos disponíveis no mercado atualmente, dependendo da sua utilização. Os principais tipos são:

1. Passagens cerâmicas de alta tensão:

Você pode usar esse tipo de passagem de cerâmica para operações de alta tensão que estejam na faixa de 20 Volts a cerca de 1000 Volts.

2. Passagens cerâmicas de baixa tensão:

Este tipo funciona melhor em operações de baixa tensão. Pode ser usado em torno de 2 Volts.

3. Passagens cerâmicas de alta corrente:

Este tipo de passagem de cerâmica pode suportar altas correntes, chegando a cerca de 1000 Amperes. No entanto, você não deve usar passagens de cerâmica de alta corrente e passagens de alta tensão juntas em seus projetos de produtos para evitar complicações.

4. Passagens de radiofrequência (RF):

Esses condutores podem detectar e transferir sinais ou frequências de rádio sem interferência. Portanto, podem ser usados em aplicações que exigem transferência ininterrupta de frequência e sinais.

5. Passagens refrigeradas a água:

Você pode usar esse tipo de passagem de cerâmica em dissipadores de calor e eletrônicos de alta potência que produzem muito calor e exigem distribuição ou dissipação rápida do calor.

6. Passagens de baixa temperatura:

Como o nome indica, essas passagens de cerâmica são feitas especificamente para aplicações que exigem baixas temperaturas. Você também pode chamá-las de passagens criogênicas.

7. Tipo D subminiatura hermético:

Este conector de passagem de cerâmica é um tipo especial de conector tipo D, subminiatura, que funciona melhor em condições herméticas, como vácuos e bombas de pressão hermeticamente selados. Essas vedações cerâmica-metal são muito eficientes e confiáveis. Você pode usar este conector tipo D em setores como metalurgia, aeroespacial, defesa e medicina.

Outros tipos de passagens de cerâmica que você pode usar em seus projetos de produtos incluem: passagens de sinal de baixo nível, passagens de alta pressão, passagens de pino único, flanges de conflat, etc.

Propriedades dos condutores cerâmicos

Passagens de cerâmica possuem algumas qualidades incríveis que os tornam fáceis de usar em diversas aplicações. Algumas dessas propriedades são:

• Alta resistência a produtos químicos altamente reativos, o que ajuda a proteger as vedações cerâmica-metal contra corrosão.

• Alta resistência à compressão e dureza, o que os torna resistentes ao desgaste.

• Excelentes isolantes elétricos.

• Condutores térmicos e dissipadores de calor excepcionais, possuindo uma condutividade térmica de cerca de 30 W/mk

• Capacidade de suportar altas temperaturas e ainda manter sua estabilidade.

• Resistência mecânica aumentada por uma baixa porosidade inferior a 0,5%

• Possui uma densidade de cerca de 3,95g/cm³

• Alta tenacidade à fratura, o que os torna menos propensos a rachar facilmente sob tensão ou estresse mecânico.

• Tem uma constante dielétrica que fica entre 9 e 11.

Aplicações de Passagens Cerâmicas

Os condutores cerâmicos têm uma ampla gama de aplicações em muitos setores e indústrias atualmente, alguns deles são:

1. Fabricação de Semicondutores:

Você pode fabricar semicondutores, câmaras de vácuo e processar plasma com a ajuda de passagens de cerâmica.

2. Indústria aeroespacial:

Você pode usar vedações de cerâmica para metal para fazer sensores para sistemas de comunicação via satélite, transdutores de pressão para naves espaciais e outros sistemas de propulsão.

3. Medicamento:

Devido à alta hermeticidade dos condutores cerâmicos, você pode usá-los na fabricação e no revestimento de dispositivos médicos, como raios X, marcapassos implantáveis e desfibriladores.

4. Transmissão de sinais e isolamento elétrico:

É possível usar passagens de cerâmica em novas energias para transmitir sinais de alta potência por meio de diferentes sistemas de comunicação, como exploração de energia submarina e geotérmica, mantendo rigorosamente o isolamento elétrico. Isso ocorre porque as passagens de cerâmica mantêm uma vedação muito firme, o que, por sua vez, fornece uma barreira à condução elétrica, elimina curtos-circuitos e isola toda a câmara do ambiente externo.

5. Configurações de alta temperatura:

Você pode usar confortavelmente condutores cerâmicos em aplicações que exigem temperaturas muito altas e ter a certeza de que funcionarão perfeitamente. Quer saber por quê? Simplesmente porque esses condutores cerâmicos possuem resistência mecânica, alta condutividade térmica e uma composição resistente que pode suportar calor intenso e ainda servir como um bom equipamento de conexão. Um exemplo é a vela de ignição usada em automóveis hoje.

Passagens de cerâmica para aplicações de isolamento hermético ou elétrico

Você pode obter hermeticidade (estanqueidade) em ambientes de alto vácuo e aplicações relacionadas utilizando este material essencial e importantíssimo chamado "passagens cerâmicas". O motivo é simples: as passagens cerâmicas são projetadas principalmente para suportar temperaturas muito altas e servir como um canal bem vedado para a entrada e saída de sinais, tensões e correntes. Na verdade, não para por aí, devido aos revestimentos cerâmicos com metal (obtidos a partir de técnicas descaradas), as passagens de cerâmica interrompem efetivamente curtos-circuitos elétricos ao isolar adequadamente a eletricidade entre o ambiente externo e interno.

Por exemplo, vamos examinar como funciona uma vela de ignição: ela utiliza isoladores cerâmicos de passagem direta com alta rigidez dielétrica para isolar eletricamente o eletrodo central e a carcaça metálica aterrada. Isso permite que uma faísca seja criada na câmara de combustão após a transmissão de alta tensão entre o eletrodo central e a carcaça metálica aterrada. Essa faísca alimenta o motor após a mistura de ar e combustível. Lembre-se de que todos esses processos sistemáticos e o isolamento elétrico ocorrem em uma câmara hermeticamente fechada, sob calor intenso e estresse mecânico, mas você notará que a vela de ignição não se desintegra sob pressão nem apresenta mau funcionamento devido à resistência mecânica e à condutividade térmica dos isoladores cerâmicos de passagem direta.

Passagens de cerâmica são, de fato, materiais muito confiáveis e duráveis, pois possuem resistência mecânica, flexibilidade e tudo o que é necessário para suportar ambientes adversos, além de proporcionar câmaras hermeticamente seladas e isolamento elétrico. Como você viu, a hermeticidade e o isolamento elétrico são úteis para diferentes aplicações industriais, desde a indústria aeroespacial e médica até a elétrica e automobilística.

Tendências atuais do mercado e valor de mercado de condutores cerâmicos

O tamanho do mercado internacional de cerâmica de passagem direta é atualmente muito alto devido ao aumento da demanda global e ao uso generalizado desses materiais. Se você é um investidor, gostaria de saber que, em 2023, o mercado atingiu um pico de cerca de $348,5 milhões, com uma Taxa de Crescimento Anual Composta (CAGR) de mais de 8,65%, disparando para impressionantes $14,3 bilhões em 2024. Recentemente, economistas especularam que você possivelmente deve esperar um valor de mercado de cerca de $18 bilhões até 2032.

Aqui em GGSCerâmica, também temos uma rica mistura de selos cerâmicos e passagens de cerâmica de alta qualidade e preços acessíveis, feitos de materiais excelentes que suportam altas temperaturas e realizam inúmeras operações. Envie seus pedidos de compra e teremos prazer em satisfazer qualquer desejo de sua escolha.

Perguntas frequentes

Qual é a diferença entre um compressor hermético e semi-hermético?

Em um compressor semi-hermético, você notará um invólucro selado que protege o motor e o compressor do ambiente, enquanto um compressor hermético não tem essa proteção.

Qual é a diferença entre embalagens herméticas e não herméticas?

Se você deseja longevidade mesmo em ambientes desfavoráveis e também deseja obter níveis de desempenho e eficiência muito altos, pacotes herméticos como bombas de vácuo e transdutores de pressão podem fornecer isso para você, enquanto aplicações com menores requisitos operacionais e confiabilidade geralmente usam pacotes não herméticos.

O que é um conector de passagem?

Um conector de passagem, ao mesmo tempo que mantém o isolamento elétrico, permite que sinais e energia passem por uma placa de circuito impresso.

Onde posso comprar condutores herméticos eficientes e acessíveis?

Você pode comprar passagens herméticas de qualidade e acessíveis de empresas importantes como  GGSCerâmica.

Conclusão

Passagens de cerâmica estão se tornando a revolução definitiva quando se trata de vedações herméticas. Esta combinação perfeita de cerâmicas e metais avançados (vedações de cerâmica para metal) em vácuos herméticos não lhe dá nenhuma preocupação em qualquer aplicação que você escolher, pois mesmo em condições desfavoráveis, elas ainda possuem as propriedades mecânicas robustas para um desempenho excelente. Passagens de cerâmica podem fazer praticamente qualquer coisa, você deveria experimentá-las!