江蘇鋁碳化硅技術(shù)規(guī)范

來源: 發(fā)布時(shí)間:2021-12-02

除用作慣性器件外,光學(xué)/儀表級(jí)鋁基碳化硅還可替代鈹材、微晶玻璃、石英玻璃等用作反射鏡鏡坯。例如,美國(guó)已采用碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料制成了超輕空間望遠(yuǎn)鏡的主反射鏡和次反射鏡,主鏡直徑為0.3m。反射鏡面帶有拋光的化學(xué)鍍鎳層,鎳反射層與鋁基復(fù)合材料基材結(jié)合良好、膨脹也十分匹配。在(230-340)K之間進(jìn)行320次循環(huán)后,鎳反射層仍能保持1/10可見光波長(zhǎng)的平面度。由于結(jié)構(gòu)的改進(jìn),鋁碳化硅反射鏡比傳統(tǒng)玻璃反射鏡輕50%以上。由于多處采用了新材料。使得整個(gè)空間望遠(yuǎn)鏡重量*為4.54kg。高體分鋁碳化硅復(fù)合材料具有強(qiáng)度高、高導(dǎo)熱、低熱膨脹系數(shù)等優(yōu)異性能。江蘇鋁碳化硅技術(shù)規(guī)范

作為結(jié)構(gòu)件或結(jié)構(gòu)-功能一體化構(gòu)件,中體分鋁碳化硅可用于我國(guó)高分辨率遙感衛(wèi)星的光機(jī)結(jié)構(gòu)。例如,在高分辨率遙感衛(wèi)星的詳查相機(jī)上,若采用這種高剛度、低膨脹的復(fù)合材料制作其空間光學(xué)反射鏡坯,不僅可近無余量地獲得整體性(無需連接)的復(fù)雜輕量化結(jié)構(gòu),而且由于剛度高、韌性好、可直接加工和裝配,故而可省去現(xiàn)用微晶玻璃反射鏡所必須的沉重的鏡框,從而簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu),減輕重量,并***降低光機(jī)結(jié)構(gòu)的研制周期、難度和成本。同時(shí),由于鋁碳化硅的熱擴(kuò)散系數(shù)遠(yuǎn)高于微晶玻璃,因此可大幅度減少小光機(jī)結(jié)構(gòu)的時(shí)間常數(shù)和熱慣性,使結(jié)構(gòu)更容易達(dá)到熱平衡,進(jìn)而易于保持光學(xué)鏡面。另外,由于采用該復(fù)合材料的光機(jī)系統(tǒng)在大范圍高低溫交替變化下產(chǎn)生的熱光學(xué)誤差較小,這將可以簡(jiǎn)化甚至可能取消通常必須采用的主動(dòng)溫控系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)降低遙感器分系統(tǒng)甚至整星系統(tǒng)的功耗、提高系統(tǒng)可靠性和壽命的目的。上海使用鋁碳化硅原料鋁碳化硅已經(jīng)應(yīng)用于玉兔號(hào)行走裝置。

超聲加工的主要特點(diǎn)是:

不受鋁碳化硅材料是否導(dǎo)電的限制;工具對(duì)鋁碳化硅工件的宏觀作用力小、熱影響小,因而可加工薄壁、窄縫和薄片工件;被加工材料的脆性越大越容易加工,材料越硬或強(qiáng)度、韌性越大則越難加工;由于鋁碳化硅工件材料的碎除主要靠磨料的作用,磨料的硬度應(yīng)比被加工材料的硬度高,而超聲波加工過程中使用的工具的硬度可以低于工件材料;可以與其他多種加工方法結(jié)合應(yīng)用,如超聲振動(dòng)切削、超聲電火花加工和超聲電解加工。

大電流IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)模塊在工作時(shí),會(huì)產(chǎn)生大量的熱。尤其是工作電流達(dá)到600A以上的IGBT模塊。類似功率模塊的封裝熱管理工藝中,考慮的目標(biāo)是消除熱結(jié)。那么,需要在芯片底部和散熱器之間的熱通道建設(shè)盡量暢通。銅基板具有良好的導(dǎo)熱能力,但銅的熱膨脹系數(shù)接近IGBT芯片的三倍,而且IGBT芯片陶瓷襯底的面積可高達(dá)50mmx60mm,這三倍的差異在低功率模塊封裝可用陶瓷覆銅板或多層陶瓷覆銅板來過渡解決。高功率模塊如果用銅基板去承載芯片襯底同時(shí)在下方接合散熱器的話,焊接的銅基板經(jīng)受不住1000次熱循環(huán),焊接外緣就會(huì)出現(xiàn)分層脫離。這種情況下壓接法制造出的模塊,如長(zhǎng)期在震動(dòng)環(huán)境下使用,如軌道機(jī)車、電動(dòng)汽車、飛機(jī)等,其可靠性會(huì)大幅下降。那么,如何牢固封裝高功率IGBT模塊,使其在震動(dòng)、高溫、粉塵等環(huán)境下可使用呢?業(yè)界的辦法是采用AlSiC材料來制作IGBT基板。鋁碳化硅已經(jīng)應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)缸套。

3)、增強(qiáng)體SiC在基體中均勻分布的問題:按結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需求,使增強(qiáng)材料SiC均勻地分布于基體中也是鋁碳化硅材料制造中的關(guān)鍵技術(shù)之一。尤其是在低體份鋁碳化硅攪拌法、真空壓力浸滲法、粉末冶金法中,SiC顆粒的團(tuán)聚,以及不同尺寸SiC顆粒均勻分布為一項(xiàng)難點(diǎn)。該問題主要解決方法:①、對(duì)增強(qiáng)體SiC進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚恚蛊浣n基體速度加快;②、加入適當(dāng)?shù)暮辖鹪馗纳苹w的分散性;③、施加適當(dāng)?shù)膲毫?,使其分散性增大;④、施加外?chǎng)(磁場(chǎng),超聲場(chǎng)等)。高體分鋁碳化硅廣泛應(yīng)用于雷達(dá)的T/R組件中。上海好的鋁碳化硅推薦廠家

高體分鋁碳化硅真空壓力浸滲工藝流程包括:陶瓷多孔預(yù)制件制備、真空壓力浸滲、成型件繼續(xù)加工。江蘇鋁碳化硅技術(shù)規(guī)范

AESA由數(shù)以千計(jì)的T/R模塊(有的高達(dá)9 000 個(gè)左右)構(gòu)成,在每個(gè)T/R模塊內(nèi)部都有用GaAs 技術(shù)制作的功率發(fā)射放大器、低噪聲接收放大器、T/ R開關(guān)、多功能增益/相位控制等電路芯片,**終生產(chǎn)關(guān)鍵在其封裝技術(shù)上,因機(jī)載對(duì)其體積與重量的限制極為苛刻。AlSiC集低熱脹、高導(dǎo)熱、輕質(zhì)于一體,采用AlSiC外殼封裝T/R模塊,包括S、C、X、Ku波段產(chǎn)品,可滿足實(shí)用需求。雷達(dá)APG-77是一部典型多功能、多工作方式雷達(dá),其AESA直 徑約1m,用2 000個(gè)T/R模塊構(gòu)成,每個(gè)T/R模塊 輸出功率10W,移相器6位,接收噪聲系數(shù)2.9dB,體積6.4cm3,重14.88g,平均故障間隔MTBF20萬(wàn)h,其發(fā)射功率比初期產(chǎn)品增加16倍,接收噪聲系數(shù)降低1倍,體積重量減少83%,成本下降82%。以1000個(gè)T/R模塊構(gòu)成機(jī)載AESA雷達(dá)為例,用 AlSiC替代Kovar,雷達(dá)重量可減輕34kg,而熱導(dǎo)率比Kovar提高10余倍,且提高整機(jī)可靠性MTBF達(dá)2000h以上。試驗(yàn)表明,即使AESA中10%的T/R模塊產(chǎn)生故障,對(duì)系統(tǒng)無***影響,30%失效時(shí),仍可維持基本工作性能,具有所謂的“完美降級(jí)” 能力。江蘇鋁碳化硅技術(shù)規(guī)范

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