-تقدم تكنولوجيا الجسم الخزفي ذات الجهد العالي لموصل التيار المباشر يؤدي إلى ترقية الصناعة

في ظل التطور المتسارع لمركبات الطاقة الجديدة، وأنظمة تخزين الطاقة، وتصنيع المعدات المتطورة-، حقق مجال تكنولوجيا الجسم الخزفي لموصلات التيار المستمر ذات الجهد العالي-تقدمًا مهمًا. كمكون أساسي لضمان التشغيل الآمن والمستقر لنظام الطاقة، أصبح الجسم الخزفي مادة أساسية لموصلات التيار المستمر ذات الجهد العالي- بفضل عزله العالي وقوة الغلق- العالية ومقاومته لدرجات الحرارة العالية-، وقد شجع الصناعة على اتخاذ خطوات قوية في مجال الابتكار التكنولوجي والتطبيقات الصناعية.

حققت الشركات الرائدة في الصناعة اختراقات في تكنولوجيا ختم الجسم الخزفي والمعادن من خلال البحث والتطوير المستمر. من خلال تحسينجسم سيراميك بموصل HVDC، وتحسين عملية التلبيد وابتكار تكنولوجيا الطلاء المعدني، تم بنجاح حل مشكلة موثوقية العزل واستقرار الختم في ظل بيئة الجهد العالي-. يعتمد مكون الختم الخزفي الجديد الذي طورته مؤسسة معينة تصميم هيكل مركب متعدد الطبقات لتحقيق مقاومة عالية للجهد (أكبر من أو يساوي 1000 فولت)، وتسرب منخفض (أقل من أو يساوي 1×10⁻⁹Pa・m³/s)، وأداء طويل العمر (أكبر من أو يساوي 100000 مرة من الكسر). لقد وصلت جميع المؤشرات إلى المستوى الدولي المتقدم، مما أدى إلى كسر الاعتماد على الواردات على المدى الطويل-.

فيما يتعلق بتصميم براءات الاختراع، تقدمت مؤسسات الصناعة بطلب للحصول على أكثر من 100 براءة اختراع حول تعديل مواد السيراميك والتحسين الهيكلي وعملية التصنيع. أخذت بعض الشركات زمام المبادرة في صياغة معايير جماعية للمكونات الخزفية ذات موصل التيار المستمر ذات الجهد العالي- لتعزيز تحسين المواصفات الفنية الصناعية وأنظمة الجودة. تشير البيانات إلى أن معدل استخدام الأجسام الخزفية المحلية في الأجسام الخزفية ذات الجهد العالي DC قد زاد من أقل من 20% منذ 5 سنوات إلى أكثر من 50% في الوقت الحاضر، كما أن اتجاه الاستبدال المحلي كبير.

مع الزيادة السريعة في معدل انتشار مركبات الطاقة الجديدة، زاد الطلب بشكل كبير على-موصلات التيار المستمر ذات الجهد العالي كموصلات رئيسية بين مجموعات البطاريات وأنظمة التحكم الإلكترونية. يجب أن تكون مركبة الطاقة الجديدة مجهزة بالعشرات من أجزاء الجسم الخزفية، التي تغطي المكونات مثل الموصلات المغلقة للبطارية، ومرحلات الجهد العالي-، والصمامات. بالإضافة إلى مجال السيارات، يتعمق أيضًا تطبيق الأجسام الخزفية في محطات توليد الطاقة لتخزين الطاقة، والنقل بالسكك الحديدية، والفضاء. على سبيل المثال، في أنظمة تخزين الطاقة بمستوى ميجاوات-، يمكن لموصلات السيراميك HVDC أن تتحمل تأثيرات تيار كبير (أكبر من أو يساوي 800 أمبير) لضمان الانفصال الآمن للنظام؛ في معدات إلكترونيات الطيران، فإن مقاومتها لدرجات الحرارة العالية (-55 درجة ~150 درجة) وأدائها المضاد للتداخل الكهرومغناطيسي يلبي متطلبات البيئات القاسية.

تظهر أبحاث الصناعة أن السوق العالمي لجسم السيراميك ذو الأغراض العامة سيتجاوز 30 مليار يوان في عام 2024، منها المكونات ذات الصلة بالجسم الخزفي- تمثل أكثر من 40%. ومن المتوقع أنه بحلول عام 2030، مع تعزيز هدف "الكربون المزدوج" العالمي، سيظل معدل النمو المركب السنوي لهذا المجال أعلى من 20٪، مما يوفر مساحة سوقية تبلغ مئات المليارات من اليوانات لصناعة الهياكل الخزفية.

وبالنظر إلى المستقبل، سوف تتطور تكنولوجيا المكونات الإلكترونية الخزفية المصنوعة من الألومينا HVDC نحو مستويات جهد أعلى (أكبر من أو تساوي 1500 فولت)، وحجم أصغر (تصميم متكامل)، وأكثر ذكاءً (وظيفة مراقبة الحالة). سيؤدي تطبيق التقنيات الجديدة مثل المواد المركبة الخزفية النانوية والطباعة ثلاثية الأبعاد إلى تحسين أداء المكونات وكفاءة التصنيع. وفي الوقت نفسه، ومع ظهور المجالات الناشئة مثل الطاقة الهيدروجينية ومعدات أعماق البحار-، أصبحت الأبحاث حول قدرة الأجسام الخزفية على التكيف في البيئات القاسية نقطة ساخنة جديدة.

أشار خبراء الصناعة إلى أن التقدم التكنولوجي في -الأجسام الخزفية ذات الجهد العالي الملامس للتيار المستمر لا يمثل تقدمًا في علم المواد فحسب، بل يعد أيضًا علامة مهمة على تحسين النظام البيئي الجديد لصناعة الطاقة. ومع تعميق التكرار التكنولوجي والتعاون في السلسلة الصناعية، من المتوقع أن تنتقل بلدي من "المتابعة" إلى "الريادة" في مجال معدات التيار المستمر ذات الجهد العالي- العالمي، مما يوفر دعمًا قويًا لتحويل الطاقة الخضراء.