Im Jahr 2020 war ich als Berater für einen Hersteller von Luft- und Raumfahrtkomponenten tätig, der Probleme mit dem Wärmemanagement in seinen Avionikgehäusen hatte. Ihre Aluminium-Kühlkörper verursachten elektromagnetische Störungen, während Polymer-Verbundwerkstoffe den Temperaturschwankungen nicht standhalten konnten. Wir haben sie auf das Glimmer-Keramik-Verbundteil von NBRAM umgestellt und die Ergebnisse waren transformativ – plötzlich hatten sie ein Material, das perfekte elektrische Isolierung und hervorragende Wärmeableitung bot und den brutalen Temperaturschocks in Luftfahrtumgebungen standhalten konnte. Das Ingenieurteam sagte mir, dass es die Ausfälle von Komponenten im ersten Jahr um 87 % reduziert habe. Wenn Sie mit Problemen beim Wärmemanagement zu kämpfen haben, bei denen die elektrische Isolierung von entscheidender Bedeutung ist, ist es an der Zeit, ein Produkt zu finden, das tatsächlich in allen Bereichen funktioniert.
Wissen Sie, nachdem ich mich zwanzig Jahre lang mit Albträumen des Wärmemanagements in allen Branchen beschäftigt habe, von der Luft- und Raumfahrt bis zur Unterhaltungselektronik, habe ich gelernt, dass die meisten Verbundwerkstoffe vielversprechend sind, aber Kompromisse eingehen. Entweder isolieren sie gut, vertragen aber keine Hitze, oder sie verwalten die Hitze, verursachen aber elektrische Probleme. Das Glimmer-Keramik-Verbundteil von NBRAM ist anders – es ist eines dieser seltenen Materialien, das Ihnen tatsächlich das Beste aus beiden Welten ohne die üblichen Kompromisse bietet. Der natürliche Glimmer sorgt für die elektrische Isolierung, während die Keramikmatrix für das Wärmemanagement sorgt und so eine Synergie schafft, die alles andere auf dem Markt übertrifft. Es ist die Art von Komponente, die Ingenieure nachts besser schlafen lässt, da sie wissen, dass ihre Konstruktionen nicht aufgrund von Materialbeschränkungen scheitern.
Deshalb halten diese Verbundteile extremen Bedingungen stand: Der kontinuierliche Betriebstemperaturbereich reicht von -60 °C bis 950 °C und die Thermoschockbeständigkeit ermöglicht einen schnellen Wechsel zwischen Extrembedingungen ohne Rissbildung oder Delaminierung. Die Durchschlagsfestigkeit bleibt je nach Dicke bei 15–25 kV/mm, wobei der Volumenwiderstand auch nach längerer Einwirkung hoher Temperaturen konstant über 10^14 Ω·cm liegt. Das Glimmer-Keramik-Verbundteil erreicht eine Wärmeleitfähigkeit von 1,5–2,5 W/m·K – genug, um die Wärme effektiv zu verwalten und gleichzeitig eine hervorragende elektrische Isolierung aufrechtzuerhalten. Erhältlich in Stärken von 0,5 mm bis 25 mm, mit kundenspezifischen Formulierungen zur Optimierung der thermischen Leistung oder der dielektrischen Festigkeit für bestimmte Anwendungen.
Was mich bei meinem letzten Werksrundgang bei NBRAM wirklich beeindruckt hat, war das proprietäre Co-Firing-Verfahren für die Herstellung von Glimmer-Keramik-Verbundteilen. Sie mischen nicht nur Glimmer- und Keramikpulver, sondern haben einen schichtweisen Ansatz entwickelt, bei dem Glimmerplättchen parallel zur Oberfläche ausgerichtet sind und so eine im Wesentlichen natürliche Barriere gegen elektrische Kriechstrombildung bilden. Jede Charge wird einem CT-Scan unterzogen, um auf Mikrohohlräume oder Delaminationen zu prüfen, die die Leistung beeinträchtigen könnten. Ihre Keramikformulierung umfasst spezielle Zusätze, die dem Wärmeausdehnungskoeffizienten des Glimmers entsprechen und so Spannungsrisse verhindern, die bei den meisten Verbundwerkstoffen auftreten. Ich habe miterlebt, wie sie einen gesamten Produktionslauf ablehnten, weil die Glimmerausrichtung nur um 2 Grad abweichte – das ist die Art von Qualitätskontrolle, die dafür sorgt, dass diese Teile jahrzehntelang im Einsatz sind.
Wir hatten letztes Jahr dieses Albtraumprojekt mit einem Hersteller von Elektrofahrzeugen – deren Batteriemanagementsysteme fielen aufgrund eines thermischen Durchgehens zwischen den Zellen aus. Die vorhandenen Isoliermaterialien konnten der Hitze entweder nicht standhalten oder es entstanden elektrische Kriechpfade. Der Einbau des Glimmer-Keramik-Verbundteils von NBRAM als Isolierung zwischen den Zellen war wie das Umlegen eines Schalters – plötzlich hatten sie perfektes Wärmemanagement und elektrische Isolierung in einem Material. Die Automobilingenieure sagten mir, sie hätten die Batteriepackdichte um 15 % erhöht, weil sie die Zellen ohne das Risiko einer thermischen Ausbreitung näher beieinander platzieren könnten. Diese Verbundwerkstoffe sind unverzichtbar für Leistungselektronik, Hochspannungs-Sammelschienen, Halbleiterfertigungsanlagen und alle Anwendungen, bei denen Sie sowohl Wärmemanagement als auch elektrische Isolierung in einer einzigen, zuverlässigen Komponente benötigen.
