Объемное удельное сопротивление перспективной керамики

Объемное удельное сопротивление - это фундаментальное электрическое свойство, определяющее, насколько сильно материал сопротивляется прохождению электрического тока. Оно особенно важно в тех случаях, когда требуется электроизоляция, высокая термостойкость и стабильность в экстремальных условиях - области, в которых передовая керамика превосходит все остальные.

Такие керамические материалы, как глинозем (Al₂O₃), диоксид циркония (ZrO₂) и нитрид кремния (Si₃N₄), широко используются в электронике, аэрокосмической промышленности, медицинских приборах и энергетических системах именно благодаря своим выдающимся изоляционным свойствам.

Перейти к

Данные | Сравнение | Приложения | Вопросы и ответы | Связанные

Твердость керамики: Свойства, сравнение и применение

Что такое объемное удельное сопротивление?

Объемное удельное сопротивление (ρv), измеряемое в ом-сантиметрах (Ω-см), определяет электрическое сопротивление материала на единице площади куба. Оно отличается от поверхностного удельного сопротивления, которое измеряет сопротивление вдоль поверхности материала.

Чем выше объемное удельное сопротивление, тем лучше материал работает как изолятор. Для керамики это свойство имеет решающее значение для предотвращения утечки электричества, выхода из строя компонентов и искажения сигнала.

Почему важна высокая объемная упругость?

  • Предотвращает утечку электричества в высоковольтных компонентах
  • Обеспечивает целостность сигналов в электронных схемах
  • Повышает безопасность в аэрокосмической отрасли и медицинском оборудовании
  • Обеспечивает тепловую изоляцию в силовой электронике

Данные по объемному удельному сопротивлению основных перспективных керамических изделий

Керамический материал Объемное удельное сопротивление (Ω-см) Примечания
Глинозем (Al₂O₃) ~10¹⁴ - 10¹⁶ Стабильный и экономичный изолятор
Цирконий (ZrO₂)  ~10¹⁰ - 10¹² Более низкая, чем у глинозема, высокая прочность
ZTA20 ~10¹¹ - 10¹³ Упрочненный глинозем, хороший компромисс
Нитрид кремния (Si₃N₄)  ~10¹² - 10¹⁴ Сильная механическая прочность + хорошая изоляция
Нитрид алюминия (AlN) ~10¹³ - 10¹⁵ Отлично подходит для теплового и электрического использования
Карбид кремния (SiC) ~10³ - 10⁶ Полупроводники, ограниченная изоляция
Оксид бериллия (BeO) ~10¹³ - 10¹⁴ Высокая тепловая + хорошая изоляция
Нитрид бора (BN) ~10¹² - 10¹⁵ Стабильность при высокой температуре
MGC (обрабатываемая стеклокерамика) ~10¹³ - 10¹⁴ Обрабатываемые и изолирующие

*Данные приведены только для справки.

Нужна помощь в выборе подходящей керамики?

Выбор правильного керамического материала имеет решающее значение для обеспечения долгосрочной надежности и оптимальной производительности. Если вам требуется нитрид бора, нитрид алюминия или алюмооксидная керамика, наши материалы обеспечивают лучшие в отрасли характеристики, долговечность и точность.

Наша техническая команда готова помочь - свяжитесь с нами сегодня, чтобы получить квалифицированную консультацию, основанную на ваших конкретных потребностях.

Визуализация: Сравнение объемного удельного сопротивления

*Данные приведены только для справки.

Области применения на основе керамической объемной упругости

  • История применения:

    Для систем передачи электроэнергии требуются изоляторы и компоненты распределительных устройств, способные выдерживать сильные электрические поля и воздействие внешней среды.

  • Объемное сопротивление: 10¹⁴ - 10¹⁶ Ω-см

  • Типичные области применения:

    • Высоковольтные керамические втулки, дугогасящие сопла, кабельные заделки
    • Внутренние изоляционные компоненты в КРУЭ (распределительных устройствах с элегазовой изоляцией)

  • Почему глинозем:

    • Высокое удельное сопротивление обеспечивает электроизоляцию

    • Отличная термическая стабильность, позволяющая избежать пробоя диэлектрика

    • Экономичность и высокие механические характеристики

  • История применения:

    Для силовых модулей и радиочастотной электроники требуются материалы, сочетающие изоляцию с высокой теплопроводностью.

  • Объемное сопротивление: ≥10¹⁴ Ω-см

  • Типичные области применения:

    • Керамические подложки для силовых модулей SiC и GaN

    • Теплоотводящие подложки для корпусов светодиодов

    • Подложки в усилителях мощности 5G

  • Почему АлН:

    • Высокое удельное сопротивление для надежной изоляции

    • Теплопроводность до 170-200 Вт/м-К

    • Тепловое расширение, согласованное с полупроводниками

  • История применения:

    В системах электромобилей (EV) структурные компоненты должны обеспечивать как изоляцию, так и механическую прочность под высоким напряжением.

  • Объемное сопротивление: 10¹⁴ - 10¹⁶ Ω-см

  • Типичные области применения:

    • Изолирующие разъемы в аккумуляторных блоках электромобилей

    • Керамические детали в упаковке модулей IGBT

    • Изоляционные компоненты в системах электропривода

  • Почему нитрид кремния:

    • Сохраняет изоляцию при тепловом и механическом воздействии

    • Высокая устойчивость к тепловому удару, идеально подходит для частых циклов включения-выключения.

  • История применения:

    Медицинские приборы, такие как радиочастотные хирургические инструменты и системы абляции, требуют миниатюрных керамических деталей с точной изоляцией.

  • Объемное сопротивление: От 10⁸ до 10¹¹ Ω-см (ниже, но достаточно для контролируемых применений)

  • Типичные области применения:

    • Изолированные наконечники для электрохирургических инструментов

    • Терминальные концы эндоскопических направляющих

  • Почему цирконий:

    • Сочетание изоляции с отличной биосовместимостью

    • Высокая точность обработки для миниатюрных устройств

  • История применения:

    Полупроводниковые и аэрокосмические системы часто требуют высокоточных, маломощных изоляционных конструкций в вакуумной среде.

  • Объемное сопротивление: ≥10¹³ Ω-см

  • Типичные области применения:

    • Монтажные основания для прецизионных резисторов

    • Изоляция конструктивных элементов в спутниковой электронике

  • Почему MGC:

    • Легко поддается обработке без спекания

    • Сохраняет высокую изоляцию с низким тепловым расширением в экстремальных условиях

  • История применения:

    Высокотемпературные печи и плазменные системы используют BN для изоляции в вакууме или инертных условиях.

  • Объемное сопротивление: ≥10¹⁵ Ω-см

  • Типичные области применения:

    • Изолирующие прокладки между вакуумными электродами

    • Поддержка в высокочастотных источниках плазмы

  • Почему именно h-BN:

    • Сохраняет удельное сопротивление при высоких температурах

    • Легко обрабатывается в тонкие изоляционные листы

  • История применения:

    Для военных радаров, микроволновой связи и импульсных энергетических модулей требуются материалы с двойными электрическими и тепловыми функциями.

  • Объемное сопротивление: ≥10¹⁴ Ω-см

  • Типичные области применения:

    • Керамические корпуса для микроволновых силовых ламп

    • Теплоизолированные конструкции в радиолокационных системах

  • Почему BeO:

    • Высокое удельное сопротивление при исключительной теплопроводности (>250 Вт/м-К)

    • Обеспечивает диэлектрическую изоляцию и теплоотвод

Сопутствующая керамика с высоким объемным сопротивлением

Керамика из нитрида бора - термостойкая керамика

Керамика на основе нитрида бора

Алюмооксидная керамика - термостойкая керамика

Глиноземистая керамика

Керамика из нитрида алюминия с высокой теплопроводностью

Керамика на основе нитрида алюминия

Обрабатываемая стеклокерамика - теплоизоляционная керамика

Обрабатываемая стеклокерамика

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Глинозем и нитрид алюминия обычно показывают объемное сопротивление выше 10¹⁵ Ω-см, что сравнимо с обычными полимерами, такими как эпоксидная смола.

Нет, SiC является полупроводником и, как правило, не подходит в качестве высокоомного изолятора.

Керамика превосходит пластик по термостойкости, механической прочности и химической стойкости.

В состав ZTA20 входит диоксид циркония для повышения вязкости разрушения, но его объемное удельное сопротивление немного ниже, чем у чистого глинозема.

Передовая керамика - Электрические свойства - Диэлектрическая прочность

Диэлектрическая прочность

Передовая керамика - Электрические свойства - Диэлектрическая проницаемость

Диэлектрическая постоянная