Isoladores e casquilhos cerâmicos

Os isoladores eléctricos ligados cerâmica-metal combinam as propriedades de ambos os materiais (metal e cerâmica) num único componente. A presença de uma cerâmica técnica, como a alumina pura, garante um excelente isolamento elétrico e a estabilidade dimensional do produto. A presença de metal proporciona condutividade eléctrica (quando desejado) e garante a soldabilidade do componente.

Finalmente, a soldadura entre os dois materiais assegura um vácuo totalmente hermético no interior do componente. Estes isoladores e componentes de isolamento elétrico são ideais para muitas aplicações de alta tensão e/ou alta corrente. Podem ser utilizados de várias formas para aplicações industriais, investigação aplicada ou fundamental ou em tecnologias avançadas de medição e análise, como o sincrotrão.

Porquê escolher a alumina como material de isolamento elétrico?

A alumina é uma cerâmica técnica com muitas propriedades mecânicas e excelentes propriedades eléctricas e térmicas. É um excelente isolante elétrico, mesmo a temperaturas muito elevadas. É um material refratário: pode suportar temperaturas extremas, até 1950 °C, por exemplo, com a alumina Kyocera F99.7 (99,7% pura). A sua estabilidade dimensional, mesmo a altas temperaturas, garante que os componentes não se deformam, mesmo quando aquecidos a altas temperaturas. É também um material com elevada resistência à corrosão e à abrasão, o que lhe permite ser utilizado em contacto com quase todos os produtos ou materiais. O óxido oferece também uma excelente resistência ao desgaste, o que permite a sua utilização em produtos com uma longa vida útil. Assim, a alumina pode ser utilizada em vedações cerâmica-metal e é uma cerâmica de alto desempenho ideal para aplicações de isolamento elétrico.

Quais são os diferentes isoladores de cerâmica que oferecemos?

Os produtos oferecidos são fabricados com alumina Kyocera F99.7 e F99.7 hf (hf = alta frequência) para a parte cerâmica. A pedido, a parte metálica pode ser feita de um metal não magnético, como o titânio, que pode ser útil em certos domínios que envolvem fortes campos magnéticos.

Dispomos de casquilhos eléctricos. Podem ter um ou mais condutores metálicos que permitem a passagem de diferentes correntes (de controlo ou de potência) através de cabos eléctricos de uma extremidade à outra da passagem. A cerâmica proporciona uma separação fiável entre meios com potenciais diferentes, o que garante que as correntes que fluem através dos canais serão eletricamente isoladas umas das outras e, mais importante, isoladas do ambiente exterior. Os ambientes de ultra-alto vácuo (UHV) colocam novas exigências aos materiais convencionais e às técnicas de vedação cerâmica-metal. Estes casquilhos são um excelente exemplo de um isolador elétrico cerâmico que responde a estes novos desafios. São ideais para aplicações sob vácuo e de alta tensão.

Também estão disponíveis isoladores e isoladores eléctricos. Podem ser ondulados e a sua superfície pode ser vidrada. A presença de ondulação aumenta a distância de fuga, o que permite atingir uma maior rigidez dieléctrica. A esmaltagem torna o produto mais fácil de manter e mais rápido de limpar. Em função da sua construção, os nossos tubos isolantes podem ser utilizados para aplicações criogénicas com hélio ou azoto líquido a temperaturas que vão de -271 °C a 450 °C (mas a sua temperatura de funcionamento mantém-se à temperatura ambiente). A estabilidade dimensional da alumina permite medições com uma precisão muito boa.

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Para que são utilizados estes isoladores cerâmicos na investigação?

Os isoladores eléctricos cerâmicos são muito utilizados na investigação e, sobretudo, na microscopia. De facto, as unidades de focagem do microscópio eletrónico requerem tolerâncias de apenas alguns µm, o que permite observar as amostras com a máxima resolução e a maior profundidade de campo possível. Tal resolução e profundidade de campo requerem um excelente isolamento elétrico dos componentes individuais, o que pode ser conseguido com isoladores térmicos de cerâmica de alumina.

Estes isoladores cerâmicos podem também ser utilizados na física fundamental e na investigação médica, nomeadamente em pedais de gás de partículas (úteis no tratamento de certos cancros). As propriedades da alumina tornam-na uma cerâmica de alto desempenho ideal para componentes de pedais de gás de partículas, especialmente para a injeção e extração de partículas do pedal de gás. A presença de cerâmica (em vez de apenas metal) permite que as peças sejam utilizáveis apesar dos campos electromagnéticos pulsados. As vedações cerâmica-metal são impressionantes em termos das suas propriedades, incluindo o isolamento elétrico máximo e a hermeticidade completa, mesmo em ambientes de alta pressão ou de vácuo ultra-elevado.

Em que outros sectores são utilizadas estas cerâmicas isolantes?

Os isoladores eléctricos cerâmicos são utilizados em muitos campos que requerem algumas das suas propriedades. Por exemplo, podem ser utilizados em aplicações marítimas e subaquáticas. Esta utilização mostra o seu interesse a alta pressão: apesar das altas temperaturas e de uma pressão muito importante, o componente continua a ser um isolante elétrico cerâmico e a junção entre a alumina e o metal permanece perfeitamente estanque.

Estes isoladores são também utilizados em radiologia e em aplicações médicas, por exemplo, na tecnologia de raios X. Os componentes cerâmicos asseguram diagnósticos precisos e fiáveis e tratamentos seguros para os pacientes.

São frequentemente utilizados na tecnologia de medição e controlo. Os nossos clientes necessitam de resultados exactos, reprodutíveis e seguros. A cerâmica assegura a proteção a longo prazo de sensores altamente sensíveis em condições extremamente exigentes.

Uma vez que o isolamento elétrico é uma propriedade fundamental em muitos domínios, a nossa vasta gama de isoladores cerâmicos é útil em muitos outros sectores, como a indústria de semicondutores, a engenharia eléctrica, os pedais de gás de partículas ou os invólucros de vácuo ou de ultra-alto vácuo para investigação aplicada ou fundamental.