Điện trở suất thể tích của gốm sứ tiên tiến

Điện trở suất thể tích là một đặc tính điện cơ bản, nó xác định khả năng chống lại dòng điện của vật liệu. Trong các ứng dụng yêu cầu cách điện, khả năng chịu nhiệt cao và ổn định trong môi trường khắc nghiệt, điện trở suất thể tích đặc biệt quan trọng — và gốm sứ tiên tiến thể hiện xuất sắc trong các lĩnh vực này.

Các vật liệu gốm như oxit nhôm (Al₂O₃), oxit zirconium (ZrO₂) và nitrua silic (Si₃N₄) được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực điện tử, hàng không vũ trụ, thiết bị y tế và hệ thống điện nhờ vào tính chất cách điện ưu việt của chúng.

Điện trở suất thể tích

Điện trở suất thể tích là gì?

Điện trở suất thể tích (ρv) được đo bằng đơn vị ohm-centimet (Ω·cm), dùng để đo điện trở của vật liệu trong một đơn vị thể tích. Nó khác với điện trở suất bề mặt, vốn đo điện trở trên bề mặt của vật liệu.

Điện trở suất thể tích càng cao, khả năng cách điện của vật liệu càng tốt. Đối với gốm sứ, đặc tính này rất quan trọng trong việc ngăn chặn rò rỉ điện, hỏng hóc linh kiện và méo tín hiệu.

Tại sao điện trở suất thể tích cao lại quan trọng?

  • Ngăn chặn rò rỉ điện của các bộ phận cao áp
  • Đảm bảo tính toàn vẹn tín hiệu của mạch điện tử
  • Nâng cao an toàn hàng không vũ trụ và thiết bị y tế
  • Thực hiện cách ly nhiệt cho thiết bị điện tử

Dữ liệu điện trở suất thể tích của gốm sứ tiên tiến quan trọng

Vật liệu gốm sứ Điện trở suất thể tích (Ω·cm) Bình luận
Aluminium oxide (Al₂O₃) ~10¹⁴ – 10¹⁶ Vật liệu cách điện ổn định và hiệu quả về chi phí
Zirconium oxide (ZrO₂)  ~10¹⁰ – 10¹² Thấp hơn nhôm oxit, độ bền cao
ZTA20 ~10¹¹ – 10¹³ Alumina tăng cường độ bền, giải pháp cân bằng tốt
Silicon nitride (Si₃N₄)  ~10¹² – 10¹⁴ Độ bền cơ học cao + khả năng cách điện tốt
Nitrua nhôm (AlN) ~10¹³ – 10¹⁵ Rất thích hợp cho sưởi ấm + sử dụng điện
Silicon carbide (SiC) ~10³ – 10⁶ Bán dẫn, cách điện hữu hạn
Oxit beo (BeO) ~10¹³ – 10¹⁴ Nhiệt trị cao + khả năng cách nhiệt tốt
Boron nitride (BN) ~10¹² – 10¹⁵ Ổn định ở nhiệt độ cao
MGC (Glass Ceramic) ~10¹³ – 10¹⁴ Có thể gia công và cách điện

*Dữ liệu chỉ mang tính tham khảo.

Cần giúp đỡ để chọn gốm sứ phù hợp?

Lựa chọn vật liệu gốm sứ phù hợp là yếu tố quan trọng để đảm bảo độ tin cậy lâu dài và hiệu suất tối ưu. Dù bạn cần vật liệu gốm sứ nitrua boron, nitrua nhôm hay oxit nhôm, các vật liệu của chúng tôi đều cung cấp hiệu suất, độ bền và độ chính xác hàng đầu trong ngành.

Đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi luôn sẵn sàng hỗ trợ bạn – hãy liên hệ với chúng tôi ngay lập tức, chúng tôi sẽ cung cấp cho bạn những lời khuyên chuyên nghiệp và tùy chỉnh theo nhu cầu cụ thể của bạn.

Hình ảnh hóa: So sánh điện trở suất thể tích

Biểu đồ thanh dưới đây hiển thị mô đun Young của các vật liệu kỹ thuật khác nhau - từ gốm siêu cứng đến nhựa công nghiệp thông thường, được sắp xếp theo thứ tự từ cao đến thấp.

*Dữ liệu chỉ mang tính tham khảo.

Ứng dụng dựa trên điện trở suất thể tích gốm sứ

    • Bối cảnh ứng dụng:

      Hệ thống truyền tải điện cần có các bộ phận cách điện và thiết bị chuyển mạch có khả năng chịu được điện trường mạnh và môi trường ngoài trời.

  • Điện trở suất thể tích: 10¹⁴ đến 10¹⁶ Ω·cm

  • Ứng dụng điển hình:

    • Ống bọc gốm cao áp, vòi phun dập tia lửa, đầu cáp
    • Các thành phần cách điện bên trong trong thiết bị đóng cắt cách điện khí (GIS)
  • Tại sao chọn oxit nhôm:

    • Điện trở suất cao đảm bảo cách điện

    • Tính ổn định nhiệt xuất sắc, tránh sự phá vỡ điện môi

    • Có hiệu suất cao và tính năng cơ học mạnh mẽ

  • Bối cảnh ứng dụng:

    Mô-đun nguồn và thiết bị điện tử tần số vô tuyến cần vật liệu có cả tính cách điện và tính dẫn nhiệt cao.

  • Điện trở suất thể tích: ≥10¹⁴Ω·cm

  • Ứng dụng điển hình:

    • Tấm nền gốm cho mô-đun công suất SiC và GaN

    • Bảng mạch tản nhiệt cho đèn LED

    • Substrate in 5G power amplifiers

  • Tại sao chọn AlN:

    • Điện trở suất cao, đảm bảo cách điện an toàn

    • Độ dẫn nhiệt lên đến 170–200 W/m·K

    • Mở rộng nhiệt phù hợp với bán dẫn

  • Bối cảnh ứng dụng:

    Trong hệ thống xe điện (EV), các bộ phận cấu trúc phải cung cấp khả năng cách điện và độ bền cơ học dưới áp suất cao.

  • Điện trở suất thể tích: 10¹⁴ đến 10¹⁶ Ω·cm

  • Ứng dụng điển hình:

    • Kết nối cách điện trong bộ pin xe điện

    • Các thành phần gốm trong gói mô-đun IGBT

    • Các thành phần cách điện trong hệ thống truyền động điện

  • Tại sao chọn nitrua silic:

    • Giữ cách điện dưới nhiệt độ cao và ứng suất cơ học

    • Có khả năng chống sốc nhiệt cao, thích hợp cho chu kỳ bật tắt thường xuyên

  • Bối cảnh ứng dụng:

    Các thiết bị y tế như dụng cụ phẫu thuật tần số vô tuyến và hệ thống đốt điện cần có các bộ phận gốm sứ siêu nhỏ có khả năng cách điện chính xác.

  • Điện trở suất thể tích: 10⁸ đến 10¹¹ Ω·cm (thấp, nhưng đủ cho các ứng dụng được kiểm soát)

  • Ứng dụng điển hình:

    • Đầu cách điện của dụng cụ phẫu thuật điện

    • Đầu cuối của ống nội soi

  • Tại sao chọn oxit zirconium:

    • Có tính cách điện và tính tương thích sinh học tuyệt vời

    • Độ chính xác gia công của thiết bị siêu nhỏ cao

  • Bối cảnh ứng dụng:

    Các hệ thống bán dẫn và hàng không vũ trụ thường yêu cầu các cấu trúc cách điện có độ chính xác cao và tiêu thụ điện năng thấp trong môi trường chân không.

  • Điện trở suất thể tích: ≥10¹³Ω·cm

  • Ứng dụng điển hình:

    • Đế lắp đặt điện trở chính xác

    • Các bộ phận cấu trúc cách điện trong thiết bị điện tử vệ tinh

  • Tại sao chọn MGC:

    • Không cần nung kết, dễ gia công

    • Giữ độ cách điện cao và độ giãn nở nhiệt thấp trong điều kiện cực đoan.

  • Bối cảnh ứng dụng:

    Lò nhiệt độ cao và hệ thống plasma dựa vào BN để cách nhiệt trong điều kiện chân không hoặc trơ.

  • Điện trở suất thể tích: ≥10¹⁵ Ω·cm

  • Ứng dụng điển hình:

    • Miếng đệm cách điện giữa các điện cực chân không

    • Giá đỡ nguồn plasma tần số cao

  • Tại sao chọn h-BN:

    • Giữ điện trở suất ở nhiệt độ cao

    • Dễ dàng gia công thành tấm cách điện mỏng

  • Bối cảnh ứng dụng:

    Radar quân sự, truyền thông vi sóng và mô-đun công suất xung cần vật liệu có cả chức năng điện và nhiệt.

  • Điện trở suất thể tích: ≥10¹⁴Ω·cm

  • Ứng dụng điển hình:

    • Vỏ gốm cho ống công suất vi sóng

    • Cấu trúc cách nhiệt trong hệ thống radar

  • Tại sao chọn BeO:

    • Điện trở suất cao, có tính dẫn nhiệt xuất sắc (>250 W/m·K)

    • Cung cấp cách ly điện môi và tản nhiệt

Vật liệu gốm sứ quan trọng

Câu hỏi thường gặp (FAQ)

Điện trở suất thể tích của nhôm oxit và nhôm nitrit thường cao hơn 10¹⁵ Ω·cm, tương đương với các polymer thông thường như nhựa epoxy.

Không, SiC là một chất bán dẫn, thường không thích hợp để sử dụng làm chất cách điện có điện trở cao.

Gốm sứ có tính ổn định nhiệt, độ bền cơ học và khả năng chống hóa chất tốt hơn so với nhựa.

ZTA20 Chứa oxit zirconium để tăng độ bền gãy, nhưng điện trở suất thể tích thấp hơn một chút so với oxit nhôm tinh khiết.