מתח גבוה-מגע DC קרמי טכנולוגיית פורצת דרך מובילה לשדרוג בתעשייה

על רקע הפיתוח המואץ של רכבי אנרגיה חדשים, מערכות אחסון אנרגיה וייצור ציוד-יוקרתי, התחום של טכנולוגיית גוף קרמי מגע DC במתח גבוה- הוביל פריצת דרך חשובה. כמרכיב ליבה להבטחת פעולה בטוחה ויציבה של מערכת החשמל, הגוף הקרמי הפך לחומר מפתח למגעי מתח DC גבוהים- עם הבידוד הגבוה, האיטום החוזק-הגבוה ועמידות הטמפרטורה-הגבוהה, וקידם את התעשייה לנקוט צעדים מוצקים בחדשנות טכנולוגית ויישום תעשייתי.

חברות מובילות בתעשייה השיגו פריצות דרך בטכנולוגיית איטום גוף קרמי ומתכת באמצעות מחקר ופיתוח מתמשכים. על ידי אופטימיזציה שלגוף קרמי מגע HVDC, שיפור תהליך הסינטרינג וחידוש טכנולוגיית ציפוי המתכות, הבעיה של אמינות בידוד ויציבות איטום בסביבת-מתח גבוה נפתרה בהצלחה. רכיב האיטום הקרמי החדש שפותח על ידי ארגון מסוים מאמץ מבנה מרוכב רב-שכבתי כדי להשיג עמידות במתח גבוה (גדול מ-1000V או שווה ל-1000V), דליפה נמוכה (פחות או שווה ל-1×10⁻⁹Pa・m³/s), וחיים ארוכים (יותר מ-0 או שווה ל-0 כפול 0). כל האינדיקטורים הגיעו לרמה הבינלאומית המתקדמת, ושברו את התלות-לטווח הארוך ביבוא.

במונחים של פריסת פטנטים, ארגונים בתעשייה הגישו בקשה ליותר מ-100 פטנטים על שינוי חומר קרמי, אופטימיזציה מבנית ותהליך ייצור. ארגונים מסוימים לקחו את ההובלה בגיבוש תקנים קבוצתיים לרכיבים קרמיים של מגע DC במתח גבוה- כדי לקדם את השיפור של מפרטים טכניים ומערכות איכות בתעשייה. נתונים מראים ששיעור היישום של גופי קרמיקה ביתיים בגופים קרמיים במתח גבוה גדל מפחות מ-20% לפני 5 שנים ליותר מ-50% כיום, ומגמת ההחלפה הביתית היא משמעותית.

עם העלייה המהירה בקצב החדירה של רכבי אנרגיה חדשים, התפוצץ הדרישה למגעי DC-במתח גבוה כמחברי מפתח בין ערכות סוללות ומערכות בקרה אלקטרוניות. רכב אנרגיה חדש צריך להיות מצויד בעשרות חלקי גוף קרמיים, המכסים רכיבים כגון מחברים אטומים לסוללות, ממסרי מתח גבוה- ונתיכים. בנוסף לתחום הרכב, מעמיק גם היישום של גופי קרמיקה בתחנות כוח לאגירת אנרגיה, מעבר מסילות ותעופה וחלל. לדוגמה, במערכות אחסון אנרגיה ברמת -מגה וואט, מגעי HVDC קרמיים יכולים לעמוד בפני פגיעות זרם גדולות (שווה או גדול מ-800A) כדי להבטיח ניתוק בטוח של המערכת; בציוד אוויוניקה, ההתנגדות שלהם לטמפרטורה גבוהה (-55 מעלות ~150 מעלות) וביצועי הפרעות אנטי-אלקטרומגנטיות עומדים בדרישות של סביבות קשות.

מחקרים בתעשייה מראים ששוק הגופים הקרמיים למגע למטרות כלליות עולמי יעלה על 30 מיליארד יואן בשנת 2024, מתוכם רכיבים הקשורים לגוף קרמי- מהווים יותר מ-40%. הצפי הוא שעד שנת 2030, עם קידום היעד העולמי של "פחמן כפול", קצב הצמיחה השנתי של התרכובות של תחום זה יישאר מעל 20%, ויביא מרחב שוק של מאות מיליארדי יואן לתעשיית המרכבים הקרמיים.

במבט לעתיד, טכנולוגיית HVDC Contactors Alumina Ceramic Electronic Components תתפתח לקראת רמות מתח גבוהות יותר (גדולים או שווה ל-1500V), גודל קטן יותר (עיצוב משולב) וחכמה יותר (פונקציית ניטור מצב). היישום של טכנולוגיות חדשות כגון ננו-חומרים מרוכבים קרמיים והדפסת תלת מימד ישפר עוד יותר את ביצועי הרכיבים ואת יעילות הייצור. במקביל, עם עלייתם של שדות מתעוררים כמו אנרגיית מימן וציוד-מימי עמוק, מחקר על יכולת הסתגלות של גופים קרמיים בסביבות קיצוניות הפך לנקודה חמה חדשה.

מומחי תעשייה ציינו כי פריצת הדרך הטכנולוגית של גופים קרמיים עם מגע DC- גבוה היא לא רק התקדמות במדעי החומרים, אלא גם סימן חשוב לשיפור של המערכת האקולוגית החדשה של תעשיית האנרגיה. עם העמקת האיטרציה הטכנולוגית ושיתוף הפעולה בשרשרת התעשייתית, ארצי צפויה לעבור מ"עוקב" ל"מובילה" בתחום ציוד המתח DC-העולמי, ולספק תמיכה מוצקה לשינוי האנרגיה הירוקה.