Vuonna 2020 konsultoin ilmailu- ja avaruuskomponenttien valmistajaa, joka kamppaili avioniikkakoteloiden lämmönhallinnan kanssa. Niiden alumiiniset jäähdytyslevyt aiheuttivat sähkömagneettisia häiriöitä, kun taas polymeerikomposiitit eivät kestäneet lämpökiertoa. Vaihdoimme ne NBRAMin Mica-Ceramic Composite Part -osaan, ja tulokset olivat mullistavia - yhtäkkiä niissä oli materiaali, joka tarjosi täydellisen sähköeristyksen, erinomaisen lämmönpoiston ja kesti ilmailuympäristöjen raakoja lämpöiskuja. Suunnittelutiimi kertoi minulle vähentäneensä komponenttivikoja 87 % ensimmäisen vuoden aikana. Jos kamppailet lämmönhallintaongelmien kanssa, joissa sähköinen eristys on kriittinen, on aika hankkia se, joka todella toimii kaikilla rintamilla.
Tiedätkö, kun olen käsitellyt 20 vuotta lämmönhallinnan painajaisia kaikilla aloilla ilmailu- ja kulutuselektroniikasta, olen oppinut, että useimmat komposiittimateriaalit lupaavat maailmaa, mutta tarjoavat kompromisseja. Joko ne eristävät hyvin, mutta eivät kestä lämpöä, tai ne hallitsevat lämpöä, mutta aiheuttavat sähköongelmia. NBRAMin Mica-Ceramic Composite Part on erilainen – se on yksi niistä harvinaisista materiaaleista, jotka todella tarjoavat sinulle molempien maailmojen parhaat puolet ilman tavallisia kompromisseja. Luonnollinen kiille tarjoaa sähköisen eristyksen, kun taas keraaminen matriisi hoitaa lämmönhallinnan luoden synergiaa, joka ylittää kaikki muut markkinoilla olevat. Se on sellainen komponentti, joka saa insinöörit nukkumaan paremmin yöllä tietäen, että heidän suunnittelunsa eivät petä materiaalirajoitusten vuoksi.
Näin nämä komposiittiosat kestävät äärimmäisiä olosuhteita: käyttölämpötila-alue -60 °C:sta 950 °C:seen jatkuva, lämpöiskun kestävyys, joka mahdollistaa nopean kierron äärimmäisistä olosuhteista ilman halkeilua tai delaminaatiota. Dielektrinen lujuus säilyy 15-25 kV/mm paksuudesta riippuen tilavuusresistanssin ollessa jatkuvasti yli 10^14 Ω•cm jopa pitkäaikaisen korkeille lämpötiloille altistumisen jälkeen. Mica-Ceramic Composite Part saavuttaa lämmönjohtavuuden 1,5-2,5 W/m•K - riittää hallitsemaan lämpöä tehokkaasti säilyttäen samalla erinomaisen sähköeristyksen. Saatavana paksuuksina 0,5–25 mm, mukautetuilla koostumuksilla, jotka optimoivat joko lämpösuorituskyvyn tai dielektrisen lujuuden tiettyihin sovelluksiin.
Viimeisimmän tehdaskierrokseni aikana NBRAMissa teki minuun todella vaikutuksen heidän oma rinnakkaispolttoprosessinsa kiille-keraamikomposiittiosien valmistukseen. Ne eivät vain sekoita kiilleä ja keraamisia jauheita – he ovat kehittäneet kerrostetun lähestymistavan, jossa kiillehiutaleet on suunnattu yhdensuuntaisesti pinnan kanssa, mikä luo olennaisesti luonnollisen esteen sähköistä seurantaa vastaan. Jokaiselle erälle suoritetaan CT-skannaus, jotta voidaan tarkistaa mikrotyhjiöt tai delaminaatio, jotka voivat heikentää suorituskykyä. Niiden keraaminen koostumus sisältää erityisiä lisäaineita, jotka vastaavat kiillen lämpölaajenemiskerrointa ja ehkäisevät useimpia komposiittimateriaaleja vaivaavia jännityshalkeamia. Katselin heidän hylkäävän koko tuotantoajon, koska kiillelinjaus oli vain 2 astetta poissa - se on sellainen laadunvalvonta, joka tekee näiden osien käytöstä vuosikymmeniä.
Meillä oli tämä painajainen projekti sähköajoneuvojen valmistajan kanssa viime vuonna - heidän akunhallintajärjestelmänsä epäonnistuivat kennojen välisen lämmön karkaamisen vuoksi. Nykyiset eristysmateriaalit eivät kestäneet lämpöä tai loivat sähkövuotoreittejä. NBRAMin Mica-Ceramic Composite Part -osan asentaminen solujen väliseksi eristeeksi oli kuin kytkimen kääntämistä - yhtäkkiä niissä oli täydellinen lämmönhallinta ja sähköeristys yhdessä materiaalissa. Autoinsinöörit kertoivat minulle, että he lisäsivät akun tiheyttä 15 %, koska he pystyivät sijoittamaan kennoja lähemmäksi toisiaan ilman lämmön leviämisen riskiä. Näistä komposiiteista on tullut välttämättömiä tehoelektroniikassa, suurjännitekiskoissa, puolijohteiden valmistuslaitteissa ja kaikissa sovelluksissa, joissa tarvitaan sekä lämmönhallintaa että sähköeristystä yhdessä, luotettavassa komponentissa.
