3种用于铝带的高介电强度涂料

　　锦华隆电子材料介电绝缘铝带/铝箔/铝线

　　随着世界从化石燃料过渡到电力，材料的作用正在发生根本变化。为了应付更高功率的系统以及对更高效率的需求，材料需要在保持其他必要品质的同时提供出色的电气性能。锦华隆电子材料的材料科学家所做的工作正突出显示组织如何管理这些新要求。

　　例如，新的电动汽车正在使用多台高压电动机启动。它们能够提供有效的性能，但是要轻巧，安全的材料需要在轻巧的同时进行电绝缘。借助先进的表面涂层，可以对铝的轻质合金进行转化，使其完全可以完成任务。

什么是介电表面涂层？

　　在高压系统中，保护人员和其他电气设备至关重要。为此，介电表面涂层会形成电阻挡层，从而降低电导率并提高材料的介电击穿强度。

　　尽管介电击穿强度是重要因素，但选择合适的涂层时还需要考虑其他因素。涂覆的组件还可能显示出不同的热性能，通常会降低组件的导热系数，这在组件还执行冷却功能时可能是一个挑战。介电涂层还可以改变光学性能，使组件或多或少具有反射性或发射性。

　　通过选择合适的介电表面涂层，材料科学家和工程师可以为航空航天，汽车，工业，能源和消费品领域的许多应用指定轻合金。表面涂层使轻合金可以在这些行业中以新颖而令人兴奋的方式使用。由此产生的性能特征带来的好处包括减轻重量，延长使用寿命和提高安全性。

什么是介电强度，为什么重要？

　　介电强度以单位厚度的伏特来衡量，通常为kV / mm，是材料绝缘性能的量度。它还确定施加的电压足够高的点，以使材料开始击穿和传导。高介电强度意味着良好的绝缘性能。介电强度低意味着该材料的绝缘性能差，并且当施加足够高的电压时，它将开始导电。

　　从介电强度的角度来看，空气的介电强度为3 kV / mm。用在诸如电缆之类的应用中的绝缘子，例如聚丙烯，具有22 kV / mm的绝缘强度。由于大多数表面涂层技术的缘故，在铝合金表面形成的氧化铝的介电强度范围为14.6-16.7 kV / mm，具体取决于其确切的成分。尽管相对较高，但这显然不足以用于许多应用，因此需要采取特殊措施来形成具有更高介电强度的涂层。

轻合金的介电涂层

　　许多高性能应用需要具有轻合金和陶瓷等性能特征的材料。它们不仅需要轻合金的高强度，低重量特性，而且还需要像陶瓷一样具有绝缘特性。例如，镁合金具有独特的射频（RF）屏蔽性能，并广泛用于电子设备中。但是，如果未将组件保持电气隔离，则设备可能会发生故障或引起安全问题。介电表面涂层使这成为可能。

　　有几种形成电介质涂层的方法：

1.热喷涂

　　热喷涂方法的过热颗粒，通常以粉末或金属丝的形式，成液滴和喷雾剂它们在基底上。液滴粘附到形成绝缘层的金属合金基板上。用作热喷涂的具有高介电强度的陶瓷涂料包括氧化铝和铝酸镁。

该技术对于在高温下的恶劣环境中保持介电强度有效。但是，它有几个限制。液滴导致形成涂层图案，使其不适用于敏感的微电子应用。由于采用了喷涂，因此在具有复杂几何形状的组件之间提供的结果不一致。

2.锦华隆电子材料铝卷阳极氧化工艺

　　锦华隆电子材料连续卷对卷阳极氧化使用带有电流的酸浴，以加速氧化物在铝带表面的生长。一个显着的特征是可以严格控制氧化物层的厚度。结果是对性能特性（如耐腐蚀性，导热性和介电强度）进行了一些控制。较厚的氧化物层可提供更高的介电强度，并且它们可以在高达5000摄氏度的高温下运行。

　　如果基材中有杂质，则绝缘阳极氧化会受到负面影响。这导致局部介电强度降低，这继而可导致电流穿透氧化物层。阳极氧化工艺所需的硫酸浴在处理之前需要经过专门处理。通常在阳极氧化涂层中常见的高缺陷密度和柱状孔，特别是对于复杂的几何形状，也不利于绝缘强度。

3.锦华隆电子材料等离子电解氧化（PEO）/MAO微弧氧化铝带

　　锦华隆电子材料PEO使用电解质浴和等离子介导工艺形成介电涂层。铝带位于室温电解液中，并施加高压。该受激等离子体在部件表面处放电，从而驱动该表面转换为陶瓷氧化物层。

　　可以精确控制氧化层的厚度，从而使工程师能够将所产生的特性适应于应用。加厚氧化物层增加了介电强度。氧化铝是铝合金上PEO表面层的主要成分，介电强度范围为14.6-16.7 kV / mm。锦华隆电子材料的研究表明，带有包含二氧化硅添加剂的PEO铝带表面涂层的铝具有59-79 kV / mm的介电强度。

复杂形状周围的边缘无裂纹，可防止因渗透而导致的局部介电失效。而且，由于电解液是无害的，因此没有环境问题。另外，由于PEO铝带涂层至少部分地通过基材的转化形成（与仅沉积附加层的大多数其他方法相反），因此对基材的粘附力特别强。

锦华隆电子材料结论

　　大多数表面涂层技术（例如热喷涂）会添加一层材料，而不是直接转换基材。许多施加二氧化硅或聚合物基涂层的涂层以提供绝缘层。相反，PEO至少部分地由基材的转化形成涂层，形成非常高的介电强度涂层，该涂层在一个步骤中良好地粘附至基材。涂层（例如PEO）的另一个优点是如何控制多种性能标准，例如热和光学性能以及介电强度。

　　根据最终应用，锦华隆电子材料的设计工程师和材料科学家可以从各种介电涂层解决方案中进行选择。反过来，这意味着与以前相比，铝合金可以在电磁线圈广泛的最终应用中使用。